Isogamia -Eigenschaften und -Typen

Der Isogamien Es ist ein pflanzliches Fortpflanzungssystem, in dem Gameten morphologisch ähnlich sind. Ähnlichkeit tritt in Form und Größe auf, und weibliche und männliche Sexzellen können nicht unterschieden werden. Dieses Fortpflanzungssystem gilt als Vorfahren. Es wird in verschiedenen Gruppen von Algen, Pilzen und Protozoen präsentiert.

Die an Isogamie beteiligten Gameten können mobil sein (ciliaten) oder nicht. Die Gewerkschaft tritt durch Konjugation auf. Nicht -differenzierter Sexzellenverfertigung und Austausch genetisches Material.

Isogamien. Modifiziert m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] über Wikimedia Commons

Isogamie kann homotal oder heterotallisch sein. Es ist homotallisch, wenn sich die Fusion zwischen Gameten mit demselben Genom befindet. In der heterotalen Isogamie haben Gameten eine andere genetische Zusammensetzung.

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Eigenschaften

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Isogamie -Reproduktion erfolgt durch Konjugation. Darin bewegt sich der Inhalt einer Zelle in Richtung einer anderen und die Fusion tritt auf.

Carigamia -Prozesse (Kernenfusion) und Plasmogamie (Zytoplasma -Fusion) sind beteiligt. Somatische Zelldifferenzierung im Sexual kann mit Umweltbedingungen in Verbindung gebracht werden. Die Interaktion mit anderen Individuen derselben Art kann ebenfalls beeinflussen.

Nach der Differenzierung müssen Gameten andere Sexzellen finden und erkennen. In Gruppen, in denen Isogamie, erfolgt die Erkennung und Verschmelzung von Gameten auf unterschiedliche Weise.

Sexzellen können fahnen oder bewegungslos werden. In einigen Fällen sind sie groß, wie bei einigen grünen Algen.

Leute

Es gibt zwei Arten von Isogamie, die mit der genetischen Zusammensetzung von Gameten zusammenhängen.

Homotallisches Isogamien

Das Gamete des Individuums wird mit einer anderen derselben klonalen Gruppe kombiniert. In diesem Fall wird davon ausgegangen.

Alle Kerne haben den gleichen Genotyp und es gibt keine Wechselwirkung mit einem anderen Genotyp. Somatische Zellen unterscheiden sich direkt in Sexzellen.

Die Gameten werden in klonalen Populationen gebildet, und anschließend tritt die Fusion zur Bildung der Zygote auf.

Heterotales Isogamien

Gameten treten bei verschiedenen Individuen auf, die eine andere genetische Zusammensetzung aufweisen.

Gameten sind erforderlich, um eine genetische Kompatibilität für eine Fusion zu haben, die auftritt. Im Allgemeinen werden zwei Arten von Gameten gebildet. Das "Plus" und das "Minus", die miteinander kompatibel sind.

Die Gametangialzelle (die das Gamete produziert) eines Typs bildet ein Drehmoment mit dem des anderen Typs. Diese werden durch chemische Kommunikation erkannt, die in einigen Fällen die Produktion von Feromonen beinhalten.

Organismen mit isogamischen Gameten

Der Zustand von Isogamien scheint in einzelligen Organismen zu dominieren, während Anisogamie für mehrzellige Eukaryoten fast universell ist. In den meisten eukaryotischen Linien einzelliger Organismen sind Gameten gleich groß und unterscheiden nicht zwischen Männern und Weibchen.

Modellorganismen

In Eukaryoten gibt es eine erhebliche Anzahl von Arten mit isogamischen Gameten. Wir werden jedoch nur die Genres erwähnen, die ständig in der biologischen Literatur auftreten - obwohl es noch viel mehr gibt.

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Der gut bekannte soziale Amöben der Spezies Dictyostelium discoideum, Die gemeinsame Hefe, die wir für die Ausarbeitung der Lebensmittel verwenden Saccharomyces cerevisiae und der Protozoanparasiten, der eine Schlafkrankheit verursacht Trypanosoma Brucei Sie sind alles Beispiele für Organismen mit identischen Gameten.

In grünen Algen ist Isogamie ein gemeinsames Phänomen. Tatsächlich gibt es in diesen Organismen zwei Arten von Isogamie.

Einige Arten produzieren Gameten einer relativ mittelgroßen Größe mit einem phototaktischen System, das durch einen Augenfleck dargestellt wird. Andere Arten haben gleiche Gameten, aber viel kleiner als im vorherigen Fall. Außerdem fehlt ihnen der Augenfleck.

Ausnahmen von der Regel

Eine solche radikale Beobachtung kann jedoch nicht gemacht und auf isogamische Gameten auf einzellige und anisogamische Abstammungslinien für mehrzellige Wesen beschränkt werden.

In der Tat bieten Pflanzen einige Ausnahmen von dieser Regel, da Gattungen mit kolonialen grünen Algen wie z. B Pandorina, Rückkehr Und Yamagishiella Sie präsentieren den Zustand von Isogamien.

Es gibt auch Ausnahmen in entgegengesetzter Richtung, da es einzellige Organismen wie grüne Algen der Bryopsidal -Ordnung gibt, die unterschiedliche Gameten haben.

Isogamie in Algen

In Algen wurde das Vorhandensein von zwei mit Isogamie verbundenen Arten von Sexzellen beobachtet.

In einigen Gruppen sind Gameten mittelgroß und haben Phototaxismechanismen. Es wird ein Augenplatz vorgestellt, der den Anreiz des Lichts erhält.

Sie sind im Allgemeinen mit dem Vorhandensein von Chloroplasten und der Fähigkeit, Reservensubstanzen zu sammeln.  In anderen Fällen sind Gameten sehr klein und haben keinen Augenfleck.

Sexuelle Fortpflanzung in Algen mit Isogamie tritt unterschiedlich auf.

Chlamydomonas

Es ist eine Gruppe einzelliger grüner Algen mit zwei Geißeln. Heterotallische Isogamien präsentiert. Bei einigen Arten kann eine homothalica -Isogamie auftreten.

Haploide vegetative Zellen unterscheiden sich in Geschlechtszellen, wenn Stickstoffzustände in der Mitte zunehmen. Es gibt zwei Arten von Gameten mit unterschiedlichem genetischen Zubehör.

Gameten produzieren Agglutinine (Adhäsionsmoleküle), die die Vereinigung von Flagella bevorzugen. Nach dem Zusammenschluss liefern die beiden Gameten die genetischen Informationen, die für die Entwicklung des Embryos erforderlich sind.

Blockster

Diese Algen gehören zur Charoophyta -Division. Sie sind einzellig. Sie präsentieren homotallische und heterotale Isogamien.

Die Gameten sind nicht mobil. In diesem Fall wird eine Konjugationspapille gebildet, wenn sexuelle Zellen stammen. Zytoplasmen werden durch Zellwandbruch freigesetzt.

Anschließend tritt die Fusion der Protoplasmen beider Gameten auf und die Zygote wird gebildet. Es wird angenommen, dass die chemische Anziehungskraft zwischen den verschiedenen genetischen Typen in der heterotalen Isogamie erzeugt wird.

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Braunalgen

Sie sind mehrzelluläre Organismen mit flagellierten Isogamas -Gameten. Andere Gruppen werden durch Anisogamien oder Oogamie reproduziert.

Die Gameten sind morphologisch gleich, aber sie verhalten sich anders. Es gibt Arten, bei denen der weibliche Typ Pheromone freigibt, die den männlichen Typ anziehen.

In anderen Fällen bewegt sich eine Art Gamete für einen kurzen Zeitraum. Dann nimmt er die Geißel ein und befreit Pheromone. Der andere bewegt sich länger und hat einen Rezeptor des Pheromonensignals.

Isogamie in Pilzen

Isogamie präsentiert sowohl einen homothalischen als auch heterotallischen Typ. In den meisten Fällen ist die Erkennung von Gameten mit der Herstellung von Pheromonen verbunden.

Hefen

In mehreren einzelligen Gruppen wie z Saccharomyces, Die Gameten unterscheiden sich als Reaktion auf eine Veränderung der Zusammensetzung des Kulturmediums. Unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. niedrige Stickstoffspiegel, werden somatische Zellen durch Meiose geteilt.

Gameten mit unterschiedlicher genetischer Zusammensetzung werden durch Anzeichen von Pheromonen erkannt. Die Zellen bilden Projektionen zur Quelle von Pheromonen und vereinen ihre Apexes. Die Kerne beider Gameten wandern, bis sie eine diploide Zelle verschmelzen und bilden (Zygote).

Filamentöse Pilze

Sie sind mehrzellige Organismen. Hauptsächlich präsentieren sie Heterotálicos -Systeme. Während der sexuellen Entwicklung bilden sie Spender (männliche) und empfängliche (weibliche) Strukturen (weiblich).

Die Fusion von Zellen kann zwischen einer Hyphen und einer spezielleren Zelle oder zwischen zwei Hyphen auftreten. Der Eingang des Spenderkerns (männlich) in den HIFA stimuliert die Entwicklung eines fruchtbaren Körpers.

Die Kerne verschmelzen nicht sofort. Der fruchtbare Körper bildet eine Dicaried -Struktur mit unterschiedlichen genetischen Zusammensetzungskernen. Anschließend werden die Kerne zusammengeführt und durch Meiose geteilt.

Isogamien in Protozoen

Isogamien wird in flagellierten einzelligen Gruppen vorgestellt. Diese Zilierorganismen bilden die zytoplasmatische Verbindung zwischen Gameten in spezialisierter Plasmamembran.

Die Ziliergruppen haben zwei Kerne, einen Makronukleus und einen Mikronukleus. Makronukleo ist die somatische Form. Diploid Mikronukleus wird durch Meiose geteilt und bildet die Gameta.

Haploide Kerne werden von einer zytoplasmatischen Brücke ausgetauscht. Anschließend werden die Zytoplasmen jeder Zelle wiederhergestellt und ihre Autonomie wiedererlangt. Dieser Prozess ist innerhalb von Eukaryoten einzigartig.

In Epload Spezifische Pheromone jedes genetischen Typs werden erzeugt. Die Zellen stoppen ein somatisches Wachstum, wenn es ein anderes genetisches Zusammensetzungspheromon nachweist.

Für Arten von Dileptus Erkennungsmoleküle werden auf der Oberfläche der Zelle dargestellt. Kompatible Gameten binden durch Adhäsionsproteine ​​in Zilien.

In Paramecium Erkennungssubstanzen zwischen kompatiblen Gameten werden produziert. Diese Substanzen fördern die Vereinigung von Sexzellen sowie ihre Adhäsion und anschließende Fusion.

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Ökologische und evolutionäre Folgen

Symmetrische Elterninvestitionen

In der Evolutionsbiologie ist eines der am meisten diskutierten Themen, wenn wir über komplexe Organismen (wie Säugetiere) sprechen, die Elterninvestitionen. Dieses Konzept wurde vom bedeutenden Biologen Sir Ronald Fisher in seinem Buch entwickelt "Die genetische Theorie der natürlichen SelektionUnd impliziert die Kosten der Eltern für das Wohlergehen der Jungen.

Gleichheit in Gameten impliziert, dass Elterninvestitionen für beide Organismen, die an der Fortpflanzungsveranstaltung beteiligt sind, symmetrisch sein wird.

Im Gegensatz zum Anisogamie -System, in dem die elterliche Investition asymmetrisch ist, und es ist das weibliche Gamete, das die meisten Ressourcen (Nährstoffe usw.) bereitstellt.) Nicht genetisch für die Entwicklung von Zygote. Mit der Entwicklung von Systemen mit Dimorphismus in ihren Gameten wurde auch in elterlichen Organismen Asymmetrie entwickelt.

Evolution

Nach Beweisen und Reproduktionsmustern, die wir in modernen Arten finden, erscheint es logisch, die Isogamie als den Stammzustand zu betrachten, der in den frühen Stadien der sexuellen Reproduktion auftritt.

In mehreren Linien mehrzelliger Organismen wie Pflanzen und Tieren hat es unabhängig ein differentiales Fortpflanzungssystem entwickelt, in dem weibliche Gameten groß und bewegungslos und klein sind und die Fähigkeit, sich in die Eizelle zu bewegen.

Obwohl die genauen Veränderungsbahnen aus einem isogamen Zustand zu einem Anisogamus nicht bekannt sind, wurden mehrere Theorien formuliert.

Theorie 1

Einer von ihnen hebt eine mögliche Kompensation zwischen der Größe der Gameten und der Anzahl von ihnen hervor. Nach diesem Argument ist der Ursprung der Anisogamie eine evolutionell stabile Strategie, die durch störende Selektion bei der Suche nach Effizienz und Überleben der Zygote verursacht wird.

Theorie 2

Eine andere Theorie versucht, das Phänomen als einen Weg der Kompensation einer bewegungslosen Zelle (der Eizelle) mit vielen Zellen mit Bewegungskapazität (Sperma) zu erklären.

Theorie 3

Eine dritte Vision erklärt die Erzeugung der Anisogamie als adaptives Merkmal, um Konflikte zwischen dem Kern und dem Zytoplasma aufgrund des uniparentalen Vererbung der Organellen zu vermeiden.

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