Гетерогамия примеры организмов, анизогамия

Анизогамия

С подвижными клетками

Существует несколько видов изогамии. Обе половые клетки могут быть жгу­ти­ко­нос­цами и, следовательно, подвижны. Этот тип встречается, например, у водорослей, таких как некоторые, но не все виды хламидомонада (Chlamydomonas).

С неподвижными клетками

При другом типе спаривания ни один из гамет не подвижен. Так обстоит дело, например, при скрещивании дрожжей. Типы спаривания дрожжей обычно обозначаются как «а» и «α (альфа)» вместо «+» и «-».

Конъюгация

Другая, более сложная форма — это конъюгация (подобно обмену генетическим материалом через цитоплазматический мостик при конъюгации у бактерий, но с вовлечением репродукции). Такой тип спаривания наблюдается у некоторых зеленых водорослей, например, Спирогира (Spirogyra). Эти водоросли растут как нити клеток. Когда две нити противоположных типов спаривания сближаются, клетки образуют конъюгационные трубки между нитями. Как только трубки сформированы, протопласт из одной клетки перемещается по трубке в другую, чтобы слиться с ней, образуя зиготу.

У инфузорий деление клеток может сопровождаться самооплодотворением (аутогамия), или переносом ядер между двумя клетками без образования зиготы.

У грибов зигомицетов (Zygomycota) две гифы противоположных спаривающих типов образуют специальные структуры, называемые гаметангиями, где они касаются друг друга. Затем гаметангия сливается с зигоспорангием. У других грибов клетки из двух гиф с противоположными типами спаривания происходит слияния цитоплазмы (плазмогамия). Два ядра не сливаются, что приводит к образованию дикарион (клетки с двумя гаплоидными ядрами), образовывающих мицелий. Кариогамия (слияние ядер) встречается в спорангии и приводит к образованию диплоидных клеток (зигот), которые сразу же подвергаются мейозу, образуя споры.

Во многих случаях изогамовое оплодотворение используется организмами, которые также могут размножаться бесполым путем, через бинарное деление, почкование или бесполые споры. Переход к режиму полового размножения часто вызван изменением от благоприятных к неблагоприятным условиям среды. Оплодотворение часто приводит к образованию зиготических покоящихся спор с толстыми стенками, которые могут выдержать суровые условия и прорастают, как только они становятся снова благоприятными.

Эволюция анизогамии

Анизогамия — это процесс оплодотворение мелкими мужскими гаметами (сперматозоиды) крупных женских гамет (яйцеклетки). Разница в размере гамет является принципиальным различием между самцами (мужчинами) и самками (женщинами). Гетерогамия впервые развилась у многоклеточных гаплоидных видов, когда была установлена ​​дифференциация различных типов спаривания.

Для эволюции анизогамии были предложены две теории

Основное внимание уделяется теории конкуренции спермы; другой акцент делается на взаимодействие различных типов спаривания для борьбы с рисками оплодотворения. Обе теории предполагают, что анизогамия возникла из-за дизруптивного (разрывающего) отбора, действующего на предковую изогамную популяцию, и что существует компромисс между большим числом гамет и меньшим приспособлением каждой отдельной гаметы, поскольку общий ресурс, который один организм может вложить в воспроизведение фиксируется

Теория конкуренции спермы была первой теорией, объясняющей эволюцию анизогамии, предложенную Джеффом Паркером. Он предположил, что, поскольку размер зиготы определяется размерами обоих гамет, то меньший размер гаметы, уменьшит размер зиготы не менее чем на половину. Поэтому существует большая выгода для уменьшения размера гамета, чтобы значительно увеличить их количество.

Затем множество более мелких гамет способны «паразитировать» на более крупных для передачи своих генов, а большие гаметы должны увеличить свои размеры, чтобы компенсировать потерю питательных веществ зиготами. Таким образом, конкуренция сперматозоидов, которая послужила силой отбора для значительного увеличения числа гамет, была предложена как причина дифференциации размеров разных гамет и, в конечном счете, эволюции спермы и яйцеклеток.

Однако конкуренция существует не только среди спермы, но также и среди яйцеклеток. Паркер не дал объяснений, почему именно сперма стала меньше, а не яйцеклетки, или что привело к тому, что прото-сперма и прото-яичники стали неравными. Фактически, недавняя математическая модель показывает, что конкуренция сперматозоидов не является ни необходимой, ни достаточной для эволюции анизогамии. Конкуренция сперматозоидов приводила только к тому, что сперматозоиды становились все меньше и меньше.

Предполагается, что реальной причиной эволюции анизогамии являются риски оплодотворения

Важной проблемой для размножения многоклеточных организмов является перенос гамет с места на место для оплодотворения. Однако транспортировка имеет вероятность отказа и создает риски оплодотворения

Когда риск возрастает, гаметы одного типа спаривания должны уменьшаться, чтобы увеличить число для преодоления этого риска, а гаметы другого типа спаривания должны стать больше, чтобы компенсировать потери питательных веществ у зигот.

Таким образом, риски оплодотворения и взаимодействие различных типов спаривания могли вызвать эволюцию анизогамии. Сперма развивается, чтобы увеличить вероятность оплодотворения, а яйцеклетка развиваются, чтобы компенсировать потерю питательных веществ. Кроме того, сперматозоиды могут становится еще меньше, если яйцеклетки станут более крупными, чтобы обеспечить питательными веществами зиготы. Это взаимодействие может служить причиной того, что многие организмы имеют микроскопических сперматозоидов и чрезвычайно крупные яйцеклетки.

Встречается ли изогамия у людей?

В результате изогамии могут появляться однополые организмы, имеющие в кариотипе хромосомы исключительно подтипа Х. У живых клеток именно Х считаются эволюционно более старыми. Высшие растения и абсолютно все животные не могут использовать изогамию для продолжения рода: у зверей, высших растений и людей она сменяется оогамией, когда женские и мужские нуклеопротеидные структуры дифференцированы, и в результате появляется особь с ХУ-хромосомами (мужской пол) и с ХХ-хромосомами (женский пол).

Наблюдение за растениями помогает разобраться, почему пол малыша в момент зачатия определяют именно сперматозоиды, а не яйцеклетка. Женская репродуктивная клетка в процессе созревания, деления и выхода в полость для оплодотворения способна получать только две хромосомы Х от матери, тогда как сперматозоид во время деления может взять от организма отца как Х, так и У-хромосому.

Следовательно, если соединятся две Х, получится девочка, а если Х и У – мальчик.

У людей изогамии не бывает – это попросту невозможно. В человеческих клетках при адекватном генотипе могут быть только две одинаковые хромосомы – у женского пола, и две разные – у мужского. Таким образом, процесс деления клеток в теле сопровождается митозом (это деление, когда получается клетка с одинаковым количеством хромосом) и мейозом (происходит редукция количества хромосом, когда половина оказывается Х или У).

Анизогамия

Анизогамия, также называемая гетерогамией является формой полового размножения, включающей объединение или слияние двух разнородных гамет (отличающихся по размеру или форме). Меньшие гаметы считаются мужским (сперматозоиды), тогда как более крупные гаметы являются женскими (яйцеклетки).

Существует несколько видов анизогамии. Обе гаметы могут иметь жгутики и, следовательно, подвижны. Также может быть, что обе гаметы не подвижны. Такая ситуация возникает, например, у некоторых водорослей и растений. У красных водорослей полисифония (Polysiphonia) большие неподвижные яйцеклетки оплодотворяются маленькими неподвижными сперматозоидами. У цветущих растений, гаметы являются не подвижными половыми клетками в гаметофитах.

Один из видов гетерогамии, который встречается у животных, называется оогамия. При оогамии большая и неподвижная яйцеклетка оплодотворяется маленьким подвижным сперматозоидом. Крупная яйцеклетка оптимизирована для долголетия, а небольшие сперматозоиды довольно подвижны и быстры. Размер и ресурсы яйцеклетки позволяют производить феромоны, которые привлекают сперматозоидов.

Эволюция анизогамии

Анизогамия – это процесс оплодотворение мелкими мужскими гаметами (сперматозоиды) крупных женских гамет (яйцеклетки). Разница в размере гамет является принципиальным различием между самцами (мужчинами) и самками (женщинами). Гетерогамия впервые развилась у многоклеточных гаплоидных видов, когда была установлена ​​дифференциация различных типов спаривания.

Для эволюции анизогамии были предложены две теории. Основное внимание уделяется теории конкуренции спермы; другой акцент делается на взаимодействие различных типов спаривания для борьбы с рисками оплодотворения. Обе теории предполагают, что анизогамия возникла из-за дизруптивного (разрывающего) отбора, действующего на предковую изогамную популяцию, и что существует компромисс между большим числом гамет и меньшим приспособлением каждой отдельной гаметы, поскольку общий ресурс, который один организм может вложить в воспроизведение фиксируется.

Теория конкуренции спермы была первой теорией, объясняющей эволюцию анизогамии, предложенную Джеффом Паркером. Он предположил, что, поскольку размер зиготы определяется размерами обоих гамет, то меньший размер гаметы, уменьшит размер зиготы не менее чем на половину. Поэтому существует большая выгода для уменьшения размера гамета, чтобы значительно увеличить их количество.

Затем множество более мелких гамет способны «паразитировать» на более крупных для передачи своих генов, а большие гаметы должны увеличить свои размеры, чтобы компенсировать потерю питательных веществ зиготами. Таким образом, конкуренция сперматозоидов, которая послужила силой отбора для значительного увеличения числа гамет, была предложена как причина дифференциации размеров разных гамет и, в конечном счете, эволюции спермы и яйцеклеток.

Однако конкуренция существует не только среди спермы, но также и среди яйцеклеток. Паркер не дал объяснений, почему именно сперма стала меньше, а не яйцеклетки, или что привело к тому, что прото-сперма и прото-яичники стали неравными. Фактически, недавняя математическая модель показывает, что конкуренция сперматозоидов не является ни необходимой, ни достаточной для эволюции анизогамии. Конкуренция сперматозоидов приводила только к тому, что сперматозоиды становились все меньше и меньше.

Предполагается, что реальной причиной эволюции анизогамии являются риски оплодотворения. Важной проблемой для размножения многоклеточных организмов является перенос гамет с места на место для оплодотворения. Однако транспортировка имеет вероятность отказа и создает риски оплодотворения. Когда риск возрастает, гаметы одного типа спаривания должны уменьшаться, чтобы увеличить число для преодоления этого риска, а гаметы другого типа спаривания должны стать больше, чтобы компенсировать потери питательных веществ у зигот.

Таким образом, риски оплодотворения и взаимодействие различных типов спаривания могли вызвать эволюцию анизогамии. Сперма развивается, чтобы увеличить вероятность оплодотворения, а яйцеклетка развиваются, чтобы компенсировать потерю питательных веществ. Кроме того, сперматозоиды могут становится еще меньше, если яйцеклетки станут более крупными, чтобы обеспечить питательными веществами зиготы. Это взаимодействие может служить причиной того, что многие организмы имеют микроскопических сперматозоидов и чрезвычайно крупные яйцеклетки.

Замечательные растения

Типы полового процесса

Изога́мия — тип полового процесса, при котором сливаются одинаковые внешне, но различающиеся биохимическими и физиологическими свойствами половые клетки ( гаметы ). В этом случае копулирующие элементы не отличаются друг от друга по форме, по величине и по подвижности. Изогамия наблюдается у низших организмов — водорослей , низших грибов , простейших . У многоклеточных животных изогамия отсутствует. При изогамии гаметы не разделяются на мужские и женские, но обладают разным типом спаривания. При оплодотворении две гаметы различного типа спаривания сливаются, образуя зиготу .

Голога́мия (хологамия) — простейший тип полового процесса, при котором сливаются не половые клетки , а целые особи. Гологамия наблюдается у зеленых водорослей из семейства полиблефаридовых, у низших грибов из архимицетов. Иногда к гологамии относят слияние целых протопластов, покидающих оболочки клеток, как, например, у одноклеточных водорослей — конъюгат.

Анизога́мия — тип полового процесса, при котором происходит слияние ( копуляция ) половых клеток (гамет), различающихся по размеру, форме или поведению при копуляции. Примером анизогамии является слияние различающихся по размеру подвижных мужских и женских гамет у водоросли эударины, иногда этот процесс называется гетерогамией. Высшей степени анизогамия достигает у многоклеточных растений и животных: оплодотворение неподвижной яйцеклетки подвижным сперматозоидом.

Оога́мия — тип полового процесса, при котором в ходе оплодотворения сливаются, образуя зиготу , резко различные по размеру, форме и поведению половые клетки — гаметы. Оогамия — высшая степень гетерогамии . Женская гамета — яйцеклетка — крупная, неподвижная, без жгутиков. Мужская — значительно мельче, обычно подвижна. Она имеет один или несколько жгутиков и называется сперматозоидом. Реже встречается безжгутиковая мужская половая клетка, например спермаций у некоторых низших растений, спермий у многих голосеменных и всех покрытосеменных растений. Оогамия свойственна всем многоклеточным животным, многим низшим и всем высшим растениям.

Конъюга́ция (от лат. conjugatio — соединение),

1) половой процесс у некоторых водорослей, напр. конъюгат, при котором сливается содержимое двух внешне сходных вегетативных клеток.

2) Половой процесс у инфузорий, при котором происходит обмен частями ядерного аппарата и протоплазмы между конъюгирующими особями.

3) Способ переноса генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

4) Сближение гомологичных хромосом, при котором между ними может произойти обмен гомологичными участками.

Источники:

http://dogcatdog.ru/anizogamia/

http://natworld.info/nauki-o-prirode/anizogamija

http://edusar.soiro.ru/mod/page/view.php?id=42441