Изогамия это в биологии: изогамный половой процесс

Изогамия характеристики и виды

изогамии Это растительная репродуктивная система, в которой гаметы морфологически сходны. Сходство происходит по форме и размеру, и мужские и женские половые клетки не различаются. Эта репродуктивная система считается наследственной. Встречается в разных группах водорослей, грибов и простейших..

Гамет, участвующий в изогамии, может быть подвижным (реснитчатым) или нет. Объединение их происходит путем сопряжения. Недифференцированные половые клетки сливаются и обмениваются генетическим материалом.

Изогамия может быть гомотальной или гетеротальной. Он гомотален, когда происходит слияние гамет с одинаковым геномом. При гетеротаксической изогамии гаметы имеют разную генетическую структуру.

• 1 Характеристики
• 2 типа
  • 2.1 Гомотетическая изогамия
  • 2.2 гетероталлическая изогамия
• 3 Изогамия в водорослях
  • 3.1 Chlamydomonas
  • 3.2 Клостериум
  • 3.3 Бурые водоросли
• 4 Выделение в грибах
  • 4.1 дрожжи
  • 4.2 Нитевидные грибы
• 5 Изогамия у простейших
• 6 Ссылки

черты

Размножение изогамией происходит путем сопряжения. При этом содержимое одной клетки перемещается в другую, и происходит слияние.

Участвуют процессы каригамия (слияние ядер) и плазмогамия (слияние цитоплазмы). Дифференциация соматических клеток в половые может быть связана с условиями окружающей среды. Это также может влиять на взаимодействие с другими особями того же вида..

После дифференцировки гамет должны найти и распознать другие половые клетки. В группах, где происходит изогамия, распознавание и слияние гамет происходит по-разному.

Половые клетки могут быть жгутиковыми или неподвижными. В некоторых случаях они большие, как в некоторых зеленых водорослях.

тип

Существует два типа изогамии, связанных с генетическим составом гамет.

Гомотетическая изогамия

Гамет индивидуума конъюгирован с другим из той же клональной группы. В этом случае считается, что происходит самооплодотворение.

Все ядра имеют один и тот же генотип, и взаимодействие с другим генотипом отсутствует. Соматические клетки дифференцируются непосредственно в половые клетки.

Гамет образуются в клональных популяциях, и впоследствии происходит слияние с образованием зиготы..

Гетероталлическая изогамия

Гаметы производятся у разных особей, которые имеют разную генетическую структуру.

Гаметам необходимо иметь генетическую совместимость для слияния. Обычно образуются два типа гамет. «Плюс» и «минус», которые совместимы друг с другом.

Ячейка гаметангиала (которая производит гамету) одного типа образует пару с другим типом. Они распознаются посредством химической коммуникации, которая в некоторых случаях связана с производством феромонов..

Выделение в водорослях

У водорослей наблюдается наличие двух типов половых клеток, связанных с изогамией..

В некоторых группах гаметы среднего размера и имеют механизмы фототаксиса. Есть глазное пятно, которое получает стимул света.

Они обычно связаны с наличием хлоропластов и способностью накапливать запасные вещества. В других случаях гаметы очень маленькие и не имеют глазного пятна.

Половое размножение у водорослей с изогамией происходит по-разному.

СЫатуйотопаз

Это группа одноклеточных зеленых водорослей с двумя жгутиками. В нем представлена ​​гетеротаксическая изогамия. Гомотаксическая изогамия может встречаться у некоторых видов.

Гаплоидные вегетативные клетки дифференцируются в половые клетки при увеличении условий азота в среде. Есть два типа гамет, с различными генетическими дополнениями.

Гамет продуцирует агглютинины (молекулы адгезии), которые способствуют объединению жгутиков. После слияния две гаметы предоставляют генетическую информацию, необходимую для развития эмбриона..

closterium

Эти водоросли относятся к отделу Charyophyta. Они одноклеточные. Они представляют гомотетическую и гетероталлическую изогамию.

Гамет не подвижны. В этом случае, когда возникают половые клетки, образуется конъюгационный сосочек. Цитоплазмы высвобождаются при разрыве клеточной стенки.

Впоследствии происходит слияние протоплазм обеих гамет и образуется зигота. Считается, что химическое притяжение происходит между различными генетическими типами в гетероталлической изогамии..

Бурые водоросли

Это многоклеточные организмы с жгутиковыми изогамными гаметами. Другие группы размножаются с помощью анизогамии или оогамии..

Гамет морфологически равны, но ведут себя по-разному. Есть виды, где женский тип выпускает феромоны, которые привлекают мужской тип.

В других случаях тип гамет движется в течение короткого периода времени. Затем он проглатывает жгутик и выпускает феромоны. Другой тип движется в течение более длительного времени и имеет рецептор сигнала феромона.

Выделение в грибах

Происходит изогамия как гомотального, так и гетероталлического типов. В большинстве случаев распознавание гамет связано с выработкой феромонов.

дрожжи

В нескольких одноклеточных группах, таких как сахаромицеты, гаметы различаются в ответ на изменение состава питательной среды. При определенных условиях, таких как низкий уровень азота, соматические клетки делятся на мейоз.

Гамет с различным генетическим составом распознаются по сигналам феромонов. Клетки формируют проекции к источнику феромонов и соединяются с их вершинами. Ядра обеих гамет мигрируют до слияния и образуют диплоидную клетку (зигота).

Нитчатые грибы

Это многоклеточные организмы. В основном они представляют гетероталические системы. Во время полового развития они образуют донорские (мужские) и рецептивные (женские) структуры.

Слияние клеток может происходить между гифой и более специализированной клеткой или между двумя гифами. Вход донорского ядра (самца) в гифу стимулирует развитие плодотворного организма.

Ядра не сливаются сразу. Плодоносящее тело образует дикариотическую структуру с ядрами разного генетического состава. Впоследствии ядра сливаются и делятся на мейоз.

Выделение у простейших

Изогамия встречается в жгутиковых одноклеточных группах. Эти реснитчатые организмы устанавливают цитоплазматическую связь между гаметами в специализированных областях плазматической мембраны..

Ресничные группы имеют два ядра, макроядро и микроядро. Макроядро является соматической формой. Диплоидный микроядер делится на мейоз и образует гамету.

Гаплоидные ядра обмениваются через цитоплазматический мост. Впоследствии цитоплазмы каждой клетки восстанавливаются, и они возвращают свою автономию. Этот процесс уникален у эукариот.

в Euplotes конкретные феромоны каждого генетического типа производятся. Клетки останавливают соматический рост, когда он обнаруживает феромон другого генетического состава.

Для видов Dileptus Распознающие молекулы представлены на поверхности клетки. Совместимые гаметы связаны с белками адгезии в ресничках.

в парамеций Вещества распознавания производятся между совместимыми гаметами. Эти вещества способствуют объединению половых клеток, а также их адгезии и последующему слиянию.

Изогамия

Изогамия – тип гаметогамии, половое размножение путем слияния подвижных, морфологически сходных гамет [4] .

Изогамия характерна для низших грибов, в частности для представителей типа Хитридиомикота (Chytridiomycota) [2] .

Изогамия с образованием цист

1. Гаметы [1] ; 2. Зигота (планозигота) [1] ; 3. Циста [1]

Изогамия, как самый примитивный тип полового размножения

Изогамия – наиболее примитивный тип полового процесса, известный у грибов. В данном случае обе гаметы являются подвижными. По своему происхождению они являются зооспорами. Мужская и женская гаметы, в данном случае, совершенно одинаковы и нельзя точно определить, какая из них мужская, а какая женская [3] .

Такой процесс полового размножения часто называют – «планогамия». Этот термин подчеркивает качество гамет, их подвижность и подвижность образовавшейся зиготы (планозиготы). Последняя сохраняет некоторое время жгутики, оставшиеся от копулирующих гамет [3] .

При изогамии гаметы не являются специализированными, то есть предназначенными только для полового процесса. Каждая способна дать начало бесполому поколению, если попадет в благоприятные условия. То есть, участвующие в половом процессе подвижные клетки ещё не представляет собой типичные половые клетки (гаметы) [3] .

Изогамия Хитридиомицетов

Вегетативное тело этого организма – амебоид. Он расположен внутри клетки растения-хозяина. Бесполое размножение осуществляется зооспорами, развивающимися в зооспорангиях. При этом все вегетативное тело превращается в зооспорангий. Амебоид формирует оболочку, внутреннее его содержимое распадается на части. Затем формируются одноядерные зооспоры в виде голых комочков протоплазмы, каждый со жгутиком. Комочки выходят в окружающую среду. Если развитие и созревание зооспорангия происходит в неблагоприятных условиях, то эти же зооспоры, являющиеся органами бесполого размножения, приобретают функцию гамет и становятся способными к половому слиянию [3] .

При половом процессе две зооспоры, вышедшие из одного спорангия, копулируют друг с другом. Происходит слияние протоплазменной массы, то есть плазмогамия. Затем сливаются два ядра зооспор, с образованием одного диплоидного ядра. Образованная в результате подвижная зигота с двумя жгутиками (планозигота) – диплоидная клетка, садится на поверхность клетки растения-хозяина, проникает внутрь и разрастается в диплоидный амебоид. Последний, вслед за достижением зрелости, получает утолщенную оболочку и переходит в состояние покоя. Такая покоящаяся спора именуется – циста [3] .

Некоторые виды класса Хитридиомицеты, в частности Olpidium viciae, формируют, уходящую на зимовку, дикариотичекую клетку (спору) – цисту. Ее гаплоидные ядра сливаются только перед прорастанием [3] .

Поэтому же типу происходит половой процесс возбудителя заболевания рак картофеля – Synchytrium endobioticum. Цисты этого вида представляют собой результат полового слияния двух одинаковых, одножгутиковых гамет. Цисты сохраняются в клетках клубня в почве и являются источниками заражения [3] .

Изогамия: характеристики и виды

Содержание:

• характеристики
• Типы
• Гомоталическая изогамия
• Гетеротальная изогамия
• Организмы с изогамными гаметами
• Модельные организмы
• Исключения из правила
• Изогамия в водорослях
• Хламидомонада
• Closterium
• Бурые водоросли
• Изогамия у грибов
• Дрожжи
• Нитчатые грибы
• Изогамия у простейших
• Экологические и эволюционные последствия
• Симметричные родительские вложения
• Эволюция
• Теория 1
• Теория 2
• Теория 3
• Ссылки

В изогамия Это репродуктивная система растений, в которой морфологически схожи гаметы. Сходство происходит по форме и размеру, при этом мужские и женские половые клетки невозможно различить. Эта репродуктивная система считается наследственной. Встречается в разных группах водорослей, грибов и простейших.

Гаметы, участвующие в изогамии, могут быть подвижными (реснитчатыми) или нет. Объединение одного и того же происходит путем спряжения. Недифференцированные половые клетки сливаются и обмениваются генетическим материалом.

Изогамия может быть гомотальной или гетеротальной. Он гомотален, когда происходит слияние гамет с одинаковым геномом. При гетеротальной изогамии гаметы имеют различный генетический состав.

характеристики

Размножение по изогамии происходит спряжением. При этом содержимое одной ячейки перемещается в другую и происходит слияние.

Участвуют процессы каригами (слияние ядер) и плазмогамии (слияние цитоплазмы). Дифференцировка соматических клеток в половые может быть связана с условиями окружающей среды. Также может влиять взаимодействие с другими особями того же вида.

После дифференцировки гаметы должны найти и распознать другие половые клетки. В группах, где происходит изогамия, распознавание и слияние гамет происходит по-разному.

Половые клетки могут быть жгутиковыми или неподвижными. В некоторых случаях они большие, как у некоторых зеленых водорослей.

Типы

Существует два типа изогамии, связанных с генетическим составом гамет.

Гомоталическая изогамия

Гамета индивидуума конъюгирована с другой из той же клональной группы. В этом случае считается происходящим самооплодотворение.

Все ядра имеют один и тот же генотип и не взаимодействуют с разными генотипами. Соматические клетки дифференцируются непосредственно в половые клетки.

Гаметы образуются в клональных популяциях, а затем происходит слияние с образованием зиготы.

Гетеротальная изогамия

Гаметы производятся у разных людей, которые имеют разный генетический состав.

Для слияния гаметы должны обладать генетической совместимостью. Обычно образуются два типа гамет. «Плюс» и «минус», которые совместимы друг с другом.

Гаметангиальная клетка (производящая гамету) одного типа образует пару с клеткой другого типа. Они распознаются через химические коммуникации, которые в некоторых случаях связаны с производством феромонов.

Организмы с изогамными гаметами

Состояние изогамии, по-видимому, преобладает у одноклеточных организмов, в то время как анизогамия почти универсальна для многоклеточных эукариот. В большинстве эукариотических линий одноклеточных организмов гаметы равны по размеру, и мы не делаем различий между самцами и самками.

Модельные организмы

У эукариот имеется значительное количество видов с изогамными гаметами. Однако мы упомянем только те роды, которые постоянно появляются в биологической литературе, хотя их гораздо больше.

Хорошо известная социальная амеба этого вида Dictyostelium discoideum, обычные дрожжи, которые мы используем для приготовления пищи Saccharomyces cerevisiae и простейшие паразиты, вызывающие сонную болезнь Trypanosoma brucei все они являются примерами организмов с идентичными гаметами.

У зеленых водорослей изогамия – обычное явление. Фактически, у этих организмов существует два типа изогамии.

Некоторые виды производят гаметы относительно среднего размера с фототаксической системой, представленной глазным пятном. У других видов такие же гаметы, но намного меньше, чем в предыдущем случае. Также у них отсутствует глазное пятно.

Исключения из правила

Однако невозможно сделать такое радикальное наблюдение и ограничить изогамные гаметы одноклеточными линиями, а анизогамию – многоклеточными существами.

Действительно, растения представляют собой некоторые исключения из этого правила, поскольку такие роды колониальных зеленых водорослей, как Пандорина, Вольвулина Y Ямагишиелла представить состояние изогамии.

Есть и исключения в обратном направлении, поскольку есть одноклеточные организмы, такие как зеленые водоросли отряда Bryopsidales, которые представляют разные гаметы.

Изогамия в водорослях

У водорослей наблюдалось присутствие двух типов половых клеток, связанных с изогамией.

В некоторых группах гаметы средних размеров с механизмами фототаксиса. Есть глазное пятно, которое стимулируется светом.

Обычно они связаны с наличием хлоропластов и способностью накапливать резервные вещества. В других случаях гаметы очень маленькие и на них нет глазного пятна.

Половое размножение у изогамных водорослей происходит по-другому.

Хламидомонада

Это группа одноклеточных зеленых водорослей с двумя жгутиками. Он представляет собой гетероталическую изогамию. Гомотальная изогамия может иметь место у некоторых видов.

Гаплоидные вегетативные клетки дифференцируются в половые клетки при увеличении азотных условий в среде. Есть два типа гамет с разными генетическими дополнениями.

Гаметы производят агглютинины (молекулы адгезии), которые способствуют прикреплению жгутиков. После слияния две гаметы предоставляют генетическую информацию, необходимую для развития эмбриона.

Closterium

Эти водоросли относятся к подразделению Charyophyta. Они одноклеточные. Они представляют гомоталическую и гетеротальную изогамию.

Гаметы не подвижны. В этом случае при зарождении половых клеток образуется сосочек конъюгации. Цитоплазмы высвобождаются путем разрушения клеточной стенки.

Позже происходит слияние протоплазм обеих гамет и образуется зигота. Считается, что при гетероталической изогамии происходит химическое притяжение между различными генетическими типами.

Бурые водоросли

Это многоклеточные организмы со жгутиковидными изогамными гаметами. Другие группы размножаются по анизогамии или оогамии.

Гаметы морфологически одинаковы, но ведут себя по-разному. Есть виды, у которых женский тип выделяет феромоны, привлекающие мужской тип.

В других случаях гамета одного типа перемещается на короткое время. Затем проглотите жгутик и высвободите феромоны. Другой тип движется дольше и имеет рецептор для сигнала феромона.

Изогамия у грибов

И гомотальный, и гетеротальный типы относятся к изогамии. В большинстве случаев распознавание гамет связано с производством феромонов.

Дрожжи

В различных одноклеточных группах, таких как Сахаромицетыгаметы дифференцируются в ответ на изменение состава питательной среды. При определенных условиях, например при низком уровне азота, соматические клетки делятся посредством мейоза.

Гаметы с различным генетическим составом распознаются по сигналам феромонов. Клетки образуют выступы в сторону источника феромонов и соединяются своими вершинами. Ядра обеих гамет мигрируют, пока не сливаются и не образуют диплоидную клетку (зиготу).

Нитчатые грибы

Это многоклеточные организмы. В основном они представляют собой гетероталлические системы. В процессе полового развития они образуют донорскую (мужскую) и рецептивную (женскую) структуры.

Слияние клеток может происходить между гифами и более специализированной клеткой или между двумя гифами. Вхождение донорского ядра (самца) в гифу стимулирует развитие плодового тела.

Ядра сливаются не сразу. Плодовое тело образует дикариотическую структуру с ядрами различного генетического состава. Впоследствии ядра сливаются и делятся посредством мейоза.

Изогамия у простейших

Изогамия происходит у жгутиковых одноклеточных групп. Эти реснитчатые организмы устанавливают цитоплазматическую связь между гаметами в специализированных областях плазматической мембраны.

Ресничные группы имеют два ядра, макронуклеус и микроядро. Макронуклеус – соматическая форма. Диплоидное микроядро делится мейозом и образует гамету.

Гаплоидные ядра обмениваются цитоплазматическим мостиком. Впоследствии цитоплазма каждой клетки восстанавливается, и они восстанавливают свою автономию. Этот процесс уникален для эукариот.

В Euplots производятся определенные феромоны каждого генетического типа. Клетки останавливают соматический рост, когда обнаруживают феромон разного генетического состава.

Для видов Дилепт молекулы распознавания представлены на поверхности клетки. Совместимые гаметы связаны белками адгезии в ресничках.

В Парамеций распознающие вещества образуются между совместимыми гаметами. Эти вещества способствуют слиянию половых клеток, а также их адгезии и последующему слиянию.

Экологические и эволюционные последствия

Симметричные родительские вложения

В эволюционной биологии одна из наиболее обсуждаемых тем, когда мы говорим о сложных организмах (таких как млекопитающие), – это вклад родителей. Эта концепция была разработана выдающимся биологом сэром Рональдом Фишером в его книге “Генетическая теория естественного отбора», И подразумевает расходы родителей на благополучие потомства.

Равенство в гаметах означает, что вложения родителей будут симметричными для обоих организмов, участвующих в репродуктивном процессе.

В отличие от системы анизогамии, где родительские вложения асимметричны, и именно женская гамета обеспечивает большую часть негенетических ресурсов (питательных веществ и т. Д.) Для развития зиготы. С развитием систем, которые представляют диморфизм в своих гаметах, асимметрия также развивалась в родительских организмах.

Эволюция

Согласно свидетельствам и моделям воспроизводства, которые мы находим у современных видов, кажется логичным рассматривать изогамию как наследственное состояние, возникающее на первых этапах полового размножения.

В различных линиях многоклеточных организмов, таких как растения и животные, независимо развилась дифференциальная система воспроизводства, в которой женские гаметы большие и неподвижные, а мужские маленькие и имеют способность перемещаться к семяпочкам.

Хотя точные траектории перехода от изогамного состояния к анизогамному не известны, было сформулировано несколько теорий.

Теория 1

Один из них подчеркивает возможный компромисс между размером гамет и их количеством. Согласно этому аргументу происхождение анизогамии – это эволюционно устойчивая стратегия, вызванная разрушительным отбором в поисках эффективности и выживания зиготы.

Теория 2

Другая теория пытается объяснить это явление как способ компенсации неподвижной клетки (яйцеклетки) множеством клеток, способных двигаться (сперматозоиды).

Теория 3

Третья точка зрения объясняет возникновение анизогамии как адаптивную характеристику, позволяющую избежать конфликтов между ядром и цитоплазмой из-за монородительского наследования органелл.

Ссылки

1. Hadjivasiliou Z и A Pomiankowski (2016) Передача сигналов гамет лежит в основе эволюции типов спаривания и их количества. Фил. Пер. Р. Соц. B 371: 1-12.
2. Лехтонен Дж., Х. Кокко и Г.А. Паркер (2016). Чему изогамные организмы учат нас о сексе и двух полах? Пер. R. Soc.B 371: 20150532.
3. Ni M, M Fererzaki, S Sun, X Wang и J Heitman (2011) Секс в грибах. Анну. Преподобный Жене. 45: 405-430.
4. Togashia T., JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae и PA Cox (2012) Эволюционные траектории объясняют разнообразную эволюцию изогамии и анизогамии у морских зеленых водорослей. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane Y. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki and H Sekimoto (2012) Образование зигоспор между гомоталлическими и гетероталлическими штаммами Closterium. Репродукция полового растения 25: 1-9.

Андерс Цельсий: биография, вклад и изобретения, опубликованные работы

Щелочность воды: что это такое, определение и значение

Источники:

http://ru.thpanorama.com/articles/biologa/isogamia-caractersticas-y-tipos.html

http://www.pesticidy.ru/dictionary/Isogamy

http://ru1.warbletoncouncil.org/isogamia-15739