что такое изогамия в биологии

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.

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.

Источник

Изогамия

При изогамии гаметы не разделяются на мужские и женские, но обладают разным типом спаривания. При оплодотворении две гаметы различного типа спаривания сливаются, образуя зиготу.

Связанные понятия

Гетерогамия (от др.-греч. ἕτερος — «иной», «различный» и γάμος — «брак»), анизогамия (от др.-греч. ἄνισος — «неравный» и γάμος) — форма полового процесса, при котором сливаются две морфологически разные (по форме) гаметы. При анизогамии гаметы разделяются на мужские и женские и обладают разным типом спаривания. У многих организмов различается меньшая по размеру микрогамета, которая считается мужской, и большая, менее активно двигающаяся — женская. Характерна для различных зелёных водорослей, мхов.

Гаметы, или половые клетки, — репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие, в частности, в половом размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы.

Зооспо́ра (др.-греч. ζῷον — животное и σπορά — посев, семя), или зоогони́дий, или бродя́жка — стадия жизненного цикла многих водорослей и некоторых низших грибов. Представляют собой жгутиконосцев, перемещающихся в жидкой среде с помощью биения одного или нескольких жгутиков. Многие водоросли на этой стадии обладают хроматофором, стигмой и сократительными вакуолями. Зооспоры некоторых желто-зелёных водорослей обладают многочисленными ядрами и несколькими парами жгутиков (синзооспоры).

Псевдопо́дии, или ложноно́жки, — цитоплазматические выросты у одноклеточных организмов и некоторых видов клеток многоклеточных. Используются клетками для передвижения (амёбоидное движение) и ловли крупных частиц (например, пищи или материала для строительства раковины). В зависимости от особенностей строения (например, организации цитоскелета) псевдоподии разделяют на лобоподии, филоподии, аксоподии и ретикулоподии.

Жгутиковые — простейшие, передвигающиеся с помощью одного или нескольких жгутиков. Некоторые из них способны выпускать ложноножки. Среди них есть одноклеточные моноэнергидные и полиэнергидные формы, а также колониальные (например, Eudorina) и многоклеточные (Volvox) формы. В целом для жгутиконосцев характерна тенденция к мелким размерам клеток и осмотрофному питанию, хотя среди них встречаются также очень крупные фаготрофные формы.

Соматические клетки (др.-греч. σῶμα — тело) — клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.

Источник

Изогамия

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 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] .

Источник

Изогамия

Изогамия – это форма полового размножения, которая подразумевает слияние гамет со схожей морфологией (аналогичная форма и размер). Поскольку оба гамета похожи, они не классифицируются как «мужские» или «женские», но различаются типами спаривания, которые чаще всего обозначают символами «+» и «-», хотя у некоторых видов ба­зи­ди­о­ми­це­тов (Basidiomycota) существует более двух типов спаривания, обозначенных цифрами или буквами. Во всех случаях оплодотворение происходит, когда гаметы двух разных типов спаривания сливаются и образовывают зиготу.

Эволюция

Похоже, что изогамия была первой стадией полового размножения. В некоторых эволюционных линиях животных и растений эта форма размножения независимо эволюционировала до анизогамии (с гаметами мужского и женского типа) и оогамии (женская гамета намного больше, чем гамета самца, и не может двигаться). Существует хороший аргумент в пользу того, что эта закономерность была обусловлена ​​физическими ограничениями на механизмы, с помощью которых два гамета сливаются вместе при половом размножении. У грибов аскомицетов ( Ascomycota ), анизогамия развилась от изогамных типов спаривания.

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.

Источник