ISOGAMY: MGA KATANGIAN AT URI - BIOLOGY - 2025

Ang isogamy ay isang sistema ng reproductive ng halaman kung saan ang mga gametes ay katulad ng morphologically. Ang pagkakapareho ay nangyayari sa hugis at sukat, at ang mga lalaki at babaeng sex cells ay hindi makikilala. Ang sistemang reproduktibo na ito ay itinuturing na ninuno. Ito ay nangyayari sa iba't ibang mga pangkat ng algae, fungi at protozoa.

Ang mga gametes na kasangkot sa isogamy ay maaaring maging mobile (ciliated) o hindi. Ang unyon ng parehong nangyayari sa pamamagitan ng conjugation. Ang mga walang malasakit na selula ng kasarian ay piyus at makipagpalitan ng genetic na materyal.

Isogamy. Binago mula sa M. Piepenbring, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang Isogamy ay maaaring homothalic o heterothalic. Ito ay homothalic kapag ang fusion ay nangyayari sa pagitan ng mga gametes na may parehong genome. Sa heterothalic isogamy, ang mga gamet ay may ibang genetic makeup.

katangian

Pinagmulan: M. Piepenbring

Ang pagpaparami sa pamamagitan ng isogamy ay nangyayari sa pamamagitan ng conjugation. Sa ito, ang nilalaman ng isang cell ay lumilipat sa isa pa at nangyayari ang pagsasanib.

Ang mga proseso ng carigamy (pagsasanib ng nuclei) at plasmogamy (pagsasanib ng cytoplasm) ay kasangkot. Ang somatic cell pagkita ng kaibahan sa mga sekswal na selula ay maaaring nauugnay sa mga kondisyon sa kapaligiran. Ang pakikipag-ugnay sa ibang mga indibidwal ng parehong species ay maaari ring makaimpluwensya.

Matapos maganap ang pagkita ng kaibhan, dapat mahanap at makilala ng mga gamet ang iba pang mga sex cell. Sa mga pangkat kung saan nangyayari ang isogamy, ang pagkilala at pagsasanib ng mga gamet ay nangyayari sa iba't ibang paraan.

Ang mga sex cells ay maaaring flagellated o hindi mabagal. Sa ilang mga kaso malaki ang mga ito, tulad ng sa ilang berdeng algae.

Mga Uri

Mayroong dalawang uri ng isogamy na may kaugnayan sa genetic makeup ng mga gametes.

Homothalic isogamy

Ang gamete ng isang indibidwal ay nakakasalamuha sa isa pang kaparehong clonal na pangkat. Sa kasong ito, ang pagpapabunga sa sarili ay itinuturing na mangyayari.

Ang lahat ng mga nuclei ay may parehong genotype at walang pakikipag-ugnayan sa ibang genotype. Ang mga somatic cells ay magkakaiba nang direkta sa mga sex cell.

Ang mga gamet form sa mga clonal na populasyon, at sa paglaon ng pagsasama ay nangyayari upang mabuo ang zygote.

Heterothalic isogamy

Ang mga gamet ay ginawa sa iba't ibang mga indibidwal, na may iba't ibang genetic makeup.

Kinakailangan ang mga gamet na magkaroon ng pagkakatugma sa genetic para mangyari ang pagsasanib. Ang dalawang uri ng mga gamet ay karaniwang nabuo. Ang "plus" at "minus" na katugma sa bawat isa.

Ang gametangial cell (na gumagawa ng gamete) ng isang uri ay bumubuo ng isang pares kasama ng iba pang uri. Kinikilala ito sa pamamagitan ng mga komunikasyon sa kemikal na sa ilang mga kaso ay nagsasangkot ng paggawa ng pheromone.

Ang mga organismo na may isogamic gametes

Ang kalagayan ng isogamy ay tila namamayani sa mga unicellular organismo, habang ang anisogamy ay halos unibersal para sa multicellular eukaryotes. Sa karamihan ng mga eukaryotic na linya ng mga organismo na single-celled, ang mga gamet ay pantay sa laki at hindi kami nakikilala sa pagitan ng mga lalaki at babae.

Mga modelo ng mga organismo

Sa eukaryotes, mayroong isang makabuluhang bilang ng mga species na may isogamic gametes. Gayunpaman, banggitin lamang natin ang genera na laging lumilitaw sa biological na panitikan - kahit na marami pa.

Ang kilalang social amoeba ng mga species na Dictyostelium discoideum, ang karaniwang lebadura na ginagamit namin upang gumawa ng pagkain na Saccharomyces cerevisiae, at ang protozoan parasite na nagdudulot ng sakit na natutulog ang Trypanosoma brucei ay lahat ng mga halimbawa ng mga organismo na may magkaparehong gametes.

Sa berdeng algae, ang isogamy ay isang pangkaraniwang kababalaghan. Sa katunayan, mayroong dalawang uri ng isogamy sa mga organismo na ito.

Ang ilang mga species ay gumagawa ng medyo medium-sized na mga gamet na may isang phototactic system na kinakatawan ng isang eye spot. Ang iba pang mga species ay may parehong mga gamet, ngunit mas maliit kaysa sa nakaraang kaso. Gayundin, kulang sila sa mata.

Ang mga pagbubukod sa panuntunan

Gayunpaman, hindi posible na gumawa ng tulad ng isang radikal na pagmamasid at paghihigpitan ang mga isogamic gametes sa mga unicellular lineage at anisogamic sa multicellular na mga nilalang.

Sa katunayan, ang mga halaman ay nagtatanghal ng ilang mga pagbubukod sa panuntunang ito, dahil ang kolonyal na berdeng algae genera tulad ng Pandorina, Volvulina at Yamagishiella ay nagpapakita ng kondisyon ng isogamy.

Mayroon ding mga pagbubukod sa kabaligtaran na direksyon, dahil may mga unicellular organismo, tulad ng berdeng algae ng pagkakasunud-sunod na mga Bryopsidales na nagtatanghal ng iba't ibang mga gamet.

Isogamy sa algae

Sa algae, ang pagkakaroon ng dalawang uri ng mga sex cells na nauugnay sa isogamy ay napansin.

Sa ilang mga grupo, ang mga gamet ay medium sa laki at may mga mekanismo ng phototaxis. May isang mata na pinukaw ng ilaw.

Karaniwan silang nauugnay sa pagkakaroon ng mga chloroplast at ang kakayahang makaipon ng mga reserbang sangkap. Sa ibang mga kaso, ang mga gamet ay napakaliit at walang mata sa mata.

Ang sekswal na pagpaparami sa isogamy algae ay nangyayari sa ibang paraan.

Chlamydomonas

Ito ay isang pangkat ng unicellular green algae, na may dalawang flagella. Ito ay nagtatanghal ng heterothalic isogamy. Ang homothalic isogamy ay maaaring mangyari sa ilang mga species.

Ang mga Haploid na vegetative cells ay magkakaiba sa mga sex cell kapag tumataas ang mga kondisyon ng nitrogen sa medium. Mayroong dalawang uri ng mga gamet, na may iba't ibang mga genetic na papuri.

Gumagawa ang mga gametes ng mga agglutinins (molekula ng adhesion) na nagsusulong ng pag-attach ng flagella. Pagkatapos ng pagsasanib, ang dalawang gametes ay nagbibigay ng genetic na impormasyon na kinakailangan para sa pagpapaunlad ng embryo.

Closterium

Ang mga algae na ito ay kabilang sa Charyophyta division. Ang mga ito ay unicellular. Ipinakilala nila ang homothalic at heterothalic isogamy.

Ang mga gamet ay hindi mobile. Sa kasong ito, kapag nagmula ang mga sex cells, nabuo ang isang conjugation papilla. Ang mga cytoplasms ay pinakawalan sa pamamagitan ng pagbagsak sa pader ng cell.

Nang maglaon, ang pagsasanib ng mga protoplasma ng parehong mga gamet ay nangyayari at nabuo ang zygote. Ang pang-akit na kemikal sa pagitan ng iba't ibang mga uri ng genetic ay itinuturing na magaganap sa heterothalic isogamy.

Kayumanggi algae

Ang mga ito ay maraming mga organismo ng multicellular, na may flagell isogamous gametes. Ang iba pang mga pangkat ay nagparami ng anisogamy o oogamy.

Ang mga gamet ay morphologically pareho, ngunit naiiba ang kilos nila. Mayroong mga species kung saan ang babaeng uri ay naglalabas ng mga pheromones na nakakaakit ng male type.

Sa iba pang mga kaso, ang isang uri ng gamete ay gumagalaw sa isang maikling panahon. Pagkatapos, ingest ang flagellum at bitawan ang mga pheromones. Ang iba pang uri ay gumagalaw sa mas mahabang oras at may isang receptor para sa signal ng pheromone.

Isogamy sa fungi

Ang Isogamy ng parehong mga homothalic at heterothalic na mga uri ay nangyayari. Sa karamihan ng mga kaso, ang pagkilala sa mga gametes ay nauugnay sa paggawa ng mga pheromones.

Mga lebadura

Sa maraming mga unicellular group tulad ng Saccharomyces, ang mga gamet ay magkakaiba bilang tugon sa isang pagbabago sa komposisyon ng kultura medium. Sa ilalim ng ilang mga kondisyon, tulad ng mababang antas ng nitrogen, ang mga somatic cell ay nahahati sa pamamagitan ng meiosis.

Ang mga gamet na may iba't ibang genetic makeup ay kinikilala ng mga signal ng pheromone. Ang mga cell ay bumubuo ng mga projection patungo sa mapagkukunan ng mga pheromones at sumali sa kanilang mga apice. Ang nuclei ng parehong mga gametes ay lumilipat hanggang sa sila ay nag-fuse at bumubuo ng isang diploid cell (zygote).

Mga malinis na fungi

Ang mga ito ay multicellular organismo. Pangunahin nila ang heterothallic system. Sa panahon ng sekswal na pag-unlad ay bumubuo sila ng donor (lalaki) at mga istraktura ng receptive (babae).

Ang fusion ng cell ay maaaring mangyari sa pagitan ng isang hypha at isang mas dalubhasang cell o sa pagitan ng dalawang hyphae. Ang pagpasok ng donor nucleus (lalaki) sa hypha, ay pinasisigla ang pagbuo ng isang fruiting body.

Hindi agad nag-fuse ang nuclei. Ang katawan ng fruiting ay bumubuo ng isang dikaryotic na istraktura, na may nuclei ng iba't ibang genetic makeup. Kasunod nito, ang nucleus fuse at hatiin ng meiosis.

Isogamy sa protozoa

Ang Isogamy ay nangyayari sa mga pangkat ng unicellular na flagellate. Ang mga ciliated organism na ito ay nagtatag ng koneksyon ng cytoplasmic sa pagitan ng mga gamet sa mga dalubhasang lugar ng membran ng plasma.

Ang mga ciliated na grupo ay may dalawang nuclei, isang macronucleus at isang micronucleus. Ang macronucleus ay ang somatic form. Ang diploid micronucleus ay naghahati sa meiosis at bumubuo ng gamete.

Ang malalaki na nuclei ay pinalitan ng isang tulay na cytoplasmic. Kasunod nito, ang mga cytoplasms ng bawat cell ay naibalik at nakuha nila ang kanilang awtonomiya. Ang prosesong ito ay natatangi sa loob ng eukaryotes.

Sa Euplotes, ang mga tiyak na pheromones ng bawat uri ng genetic ay ginawa. Ang mga cell ay humihinto sa paglago ng somatic kapag nakita nila ang isang pheromone ng iba't ibang genetic makeup.

Para sa mga species ng Dileptus, ang mga molecule ng pagkilala ay ipinakita sa ibabaw ng cell. Ang mga katugmang mga gamet ay nakatali sa pamamagitan ng mga protina ng pagdirikit sa cilia.

Sa Paramecium, ang mga sangkap ng pagkilala ay ginawa sa pagitan ng mga katugmang gametes. Itinataguyod ng mga sangkap na ito ang unyon ng mga selula ng sex, pati na rin ang kanilang pagdirikit at kasunod na pagsasanib.

Mga kahihinatnan ng ekolohikal at ebolusyon

Simetriko pamumuhunan ng magulang

Sa evolutionary biology, ang isa sa mga pinaka-tinalakay na mga paksa kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga kumplikadong organismo (tulad ng mga mammal) ay pamumuhunan ng magulang. Ang konsepto na ito ay binuo ng kilalang biologist na si Sir Ronald Fisher sa kanyang aklat na "The Genetical Theory of Natural Selection", at kasangkot ang mga gastos ng mga magulang para sa kapakanan ng kabataan.

Ang pagkakapantay-pantay sa mga gametes ay nagpapahiwatig na ang pamumuhunan ng magulang ay magiging simetriko para sa parehong mga organismo na kasangkot sa kaganapan ng reproduktibo.

Hindi tulad ng sistema ng anisogamy, kung saan ang pamumuhunan ng magulang ay walang simetrya, at ito ang babaeng gamete na nagbibigay ng karamihan sa mga di-genetic na mapagkukunan (nutrisyon, atbp.) Para sa pag-unlad ng zygote. Sa pamamagitan ng ebolusyon ng mga system na nagpapakita ng dimorphism sa kanilang mga gametes, isang kawalaan ng simetrya ay binuo din sa mga organismo ng magulang.

Ebolusyon

Ayon sa katibayan at mga pattern ng pagpaparami na matatagpuan natin sa mga modernong species, tila makatuwiran na isaalang-alang ang isogamy bilang kondisyon ng ninuno, na lumilitaw sa mga unang yugto ng sekswal na pagpaparami.

Sa ilang mga linya ng maraming mga organismo ng multicellular, tulad ng mga halaman at hayop, isang sistema ng pag-aanak ng kaugalian ay umusbong nang nakapag-iisa, kung saan ang mga babaeng gamet ay malaki at hindi mabagal at ang mga lalaki ay maliit at may kakayahang lumipat sa obul.

Bagaman ang tumpak na mga tilapon ng pagbabago mula sa isang isogamic hanggang sa isang anisogamic na kondisyon ay hindi alam, maraming mga teorya ang na-formulate.

Teorya 1

Isa sa mga ito ay nagha-highlight ng isang posibleng trade-off sa pagitan ng laki ng mga gametes at kanilang bilang. Ayon sa pangangatwiran na ito, ang pinagmulan ng anisogamy ay isang istratehiyang walang pagbabago sa ebolusyon na sanhi ng nakakagambalang pagpili sa paghahanap para sa kahusayan at kaligtasan ng zygote.

Teorya 2

Ang isa pang teorya ay naglalayong ipaliwanag ang kababalaghan bilang isang paraan ng pag-compensate para sa isang immobile cell (ang ovum) na may maraming mga cell na may kakayahang lumipat (ang tamud).

Teorya 3

Ang isang pangatlong pananaw ay nagpapaliwanag sa henerasyon ng anisogamy bilang isang madaling ibagay na katangian upang maiwasan ang mga salungatan sa pagitan ng nucleus at cytoplasm dahil sa hindi pantay na pamana ng mga organel.

Mga Sanggunian

1. Ang Hadjivasiliou Z at A Pomiankowski (2016) Ang senyas ng Gamete ay sumasailalim sa ebolusyon ng mga uri ng pag-aasawa at ang kanilang bilang. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko, at GA Parker (2016) Ano ang itinuturo sa atin ng mga isogamous na organismo tungkol sa sex at ang dalawang kasarian ?. Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. Ni M, M Fererzaki, S Sun, X Wang at J Heitman (2011) Kasarian sa fungi. Annu. Rev. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae at PA Cox (2012) Ipinapaliwanag ng mga ebolusyonaryo ng ebolusyon ang sari-saring ebolusyon ng isogamy at anisogamy sa marine green algae. Magproseso ng Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane Y. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki at H Sekimoto (2012) Ang pagbuo ng Zygospore sa pagitan ng mga homothallic at heterothallic strains ng Closterium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.