Das Isogamie Es ist ein pflanzliches Fortpflanzungssystem, bei dem die Gameten morphologisch ähnlich sind. Ähnlichkeit tritt in Form und Größe auf, und männliche und weibliche Geschlechtszellen können nicht unterschieden werden. Dieses Fortpflanzungssystem gilt als Ahnen. Es kommt in verschiedenen Gruppen von Algen, Pilzen und Protozoen vor.
Die an der Isogamie beteiligten Gameten können mobil (ciliiert) sein oder nicht. Ihre Vereinigung erfolgt durch Konjugation. Undifferenzierte Geschlechtszellen verschmelzen und tauschen genetisches Material aus.
Isogamie kann homothal oder heterothal sein. Es ist homothal, wenn die Fusion zwischen Gameten mit demselben Genom erfolgt. Bei der heterothalen Isogamie haben Gameten eine andere genetische Ausstattung.
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Die Fortpflanzung durch Isogamie erfolgt durch Konjugation. Dabei bewegt sich der Inhalt einer Zelle in Richtung einer anderen und es findet eine Fusion statt.
Prozesse der Carigamie (Fusion von Kernen) und Plasmogamie (Fusion von Zytoplasma) sind beteiligt. Die Differenzierung somatischer Zellen in sexuelle Zellen kann mit Umweltbedingungen verbunden sein. Die Interaktion mit anderen Individuen derselben Art kann ebenfalls Einfluss haben.
Nach der Differenzierung müssen die Gameten andere Geschlechtszellen finden und erkennen. In Gruppen, in denen Isogamie auftritt, erfolgt die Erkennung und Fusion von Gameten auf unterschiedliche Weise.
Geschlechtszellen können gegeißelt oder unbeweglich sein. In einigen Fällen sind sie groß, wie in einigen Grünalgen.
Es gibt zwei Arten von Isogamie, die mit dem Erbgut von Gameten zusammenhängen.
Der Gamete eines Individuums ist mit einem anderen der gleichen klonalen Gruppe konjugiert. In diesem Fall wird eine Selbstbefruchtung angenommen.
Alle Kerne haben den gleichen Genotyp und es gibt keine Wechselwirkung mit einem anderen Genotyp. Somatische Zellen differenzieren direkt in Geschlechtszellen.
Gameten bilden sich in klonalen Populationen, und später erfolgt eine Fusion, um die Zygote zu bilden.
Gameten werden in verschiedenen Individuen produziert, die eine unterschiedliche genetische Ausstattung haben.
Gameten müssen genetisch verträglich sein, damit eine Fusion stattfinden kann. Im Allgemeinen werden zwei Arten von Gameten gebildet. Das "Plus" und das "Minus", die miteinander kompatibel sind.
Die Gametangialzelle (die den Gameten produziert) eines Typs bildet ein Paar mit der des anderen Typs. Diese werden durch chemische Kommunikation erkannt, die in einigen Fällen die Pheromonproduktion beinhaltet.
Der Zustand der Isogamie scheint bei einzelligen Organismen zu dominieren, während die Anisogamie für mehrzellige Eukaryoten nahezu universell ist. In den meisten eukaryotischen Linien einzelliger Organismen sind die Gameten gleich groß und wir unterscheiden nicht zwischen Männern und Frauen..
In Eukaryoten gibt es eine signifikante Anzahl von Arten mit isogamischen Gameten. Wir werden jedoch nur die Gattungen erwähnen, die ständig in der biologischen Literatur erscheinen - obwohl es noch viel mehr gibt..
Die bekannte soziale Amöbe der Art Dictyostelium discoideum, Die gewöhnliche Hefe, aus der wir Lebensmittel herstellen Saccharomyces cerevisiae und der Protozoenparasit, der Schlafkrankheit verursacht Trypanosoma brucei sind alle Beispiele für Organismen mit identischen Gameten.
Bei Grünalgen ist Isogamie ein weit verbreitetes Phänomen. Tatsächlich gibt es in diesen Organismen zwei Arten von Isogamie.
Einige Arten produzieren relativ mittelgroße Gameten mit einem phototaktischen System, das durch einen Augenfleck dargestellt wird. Andere Arten haben die gleichen Gameten, aber viel kleiner als im vorherigen Fall. Außerdem fehlt ihnen der Augenfleck.
Es ist jedoch nicht möglich, eine derart radikale Beobachtung durchzuführen und isogamische Gameten auf einzellige Linien und anisogamische auf mehrzellige Wesen zu beschränken..
In der Tat stellen Pflanzen einige Ausnahmen von dieser Regel dar, da koloniale Grünalgengattungen wie Pandorina, Volvulina Y. Yamagishiella präsentieren den Zustand der Isogamie.
Es gibt auch Ausnahmen in die entgegengesetzte Richtung, da es einzellige Organismen gibt, wie die Grünalgen der Ordnung Bryopsidales, die verschiedene Gameten aufweisen..
Bei Algen wurde das Vorhandensein von zwei Arten von Geschlechtszellen beobachtet, die mit Isogamie assoziiert sind.
In einigen Gruppen sind die Gameten mittelgroß und haben Phototaxis-Mechanismen. Es gibt einen Augenfleck, der durch Licht stimuliert wird.
Sie sind im Allgemeinen mit dem Vorhandensein von Chloroplasten und der Fähigkeit verbunden, Reservesubstanzen anzusammeln. In anderen Fällen sind die Gameten sehr klein und haben keinen Augenfleck..
Die sexuelle Fortpflanzung bei Isogamealgen erfolgt unterschiedlich.
Es ist eine Gruppe einzelliger Grünalgen mit zwei Flagellen. Es zeigt heterothale Isogamie. Bei einigen Arten kann homothale Isogamie auftreten.
Haploide vegetative Zellen differenzieren sich zu Geschlechtszellen, wenn die Stickstoffbedingungen im Medium zunehmen. Es gibt zwei Arten von Gameten mit unterschiedlichen genetischen Ergänzungen.
Gameten produzieren Agglutinine (Adhäsionsmoleküle), die die Anlagerung von Flagellen fördern. Nach der Fusion liefern die beiden Gameten die genetische Information, die für die Entwicklung des Embryos erforderlich ist.
Diese Algen gehören zur Division Charyophyta. Sie sind einzellig. Sie zeigen homothale und heterothale Isogamie.
Gameten sind nicht mobil. In diesem Fall wird beim Entstehen der Geschlechtszellen eine Konjugationspapille gebildet. Zytoplasmen werden durch Aufbrechen der Zellwand freigesetzt.
Anschließend erfolgt die Fusion der Protoplasmen beider Gameten und die Zygote wird gebildet. Bei der heterothalen Isogamie wird angenommen, dass eine chemische Anziehung zwischen den verschiedenen genetischen Typen auftritt.
Sie sind mehrzellige Organismen mit isogamen Flagellen-Gameten. Andere Gruppen vermehren sich durch Anisogamie oder Oogamie.
Gameten sind morphologisch gleich, verhalten sich aber unterschiedlich. Es gibt Arten, bei denen der weibliche Typ Pheromone freisetzt, die den männlichen Typ anziehen.
In anderen Fällen bewegt sich ein Gametentyp für kurze Zeit. Nehmen Sie dann das Flagellum ein und setzen Sie Pheromone frei. Der andere Typ bewegt sich länger und hat einen Pheromonsignalrezeptor.
Sowohl homothale als auch heterothale Typen sind Isogamie. In den meisten Fällen ist die Erkennung von Gameten mit der Produktion von Pheromonen verbunden.
In verschiedenen einzelligen Gruppen wie Saccharomyces, Gameten differenzieren als Reaktion auf eine Änderung der Zusammensetzung des Kulturmediums. Somatische Zellen teilen sich durch Meiose unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. niedrigen Stickstoffwerten..
Gameten mit unterschiedlichem Erbgut werden durch Pheromonsignale erkannt. Die Zellen bilden Projektionen zur Quelle der Pheromone und verbinden ihre Spitzen. Die Kerne beider Gameten wandern, bis sie verschmelzen und eine diploide Zelle (Zygote) bilden..
Sie sind mehrzellige Organismen. Sie präsentieren hauptsächlich heterothallische Systeme. Während der sexuellen Entwicklung bilden sie Spenderstrukturen (männlich) und Rezeptionsstrukturen (weiblich).
Die Zellfusion kann zwischen einer Hyphe und einer spezialisierteren Zelle oder zwischen zwei Hyphen auftreten. Der Eintritt des Spenderkerns (männlich) in die Hyphe stimuliert die Entwicklung eines Fruchtkörpers.
Kerne verschmelzen nicht sofort. Der Fruchtkörper bildet eine dikaryotische Struktur mit Kernen unterschiedlicher genetischer Zusammensetzung. Anschließend verschmelzen die Kerne und teilen sich durch Meiose.
Isogamie tritt in einzelligen Flagellatengruppen auf. Diese Flimmerorganismen stellen eine zytoplasmatische Verbindung zwischen Gameten in speziellen Bereichen der Plasmamembran her..
Die Flimmergruppen haben zwei Kerne, einen Makronukleus und einen Mikronukleus. Der Makronukleus ist die somatische Form. Der diploide Mikronukleus teilt sich durch Meiose und bildet den Gameten.
Die haploiden Kerne werden durch eine zytoplasmatische Brücke ausgetauscht. Anschließend werden die Zytoplasmen jeder Zelle wiederhergestellt und sie erlangen ihre Autonomie zurück. Dieser Prozess ist innerhalb von Eukaryoten einzigartig.
Auf Euplots Es werden spezifische Pheromone jedes genetischen Typs produziert. Zellen stoppen das somatische Wachstum, wenn sie ein Pheromon mit unterschiedlichem Erbgut nachweisen.
Für Arten von Dileptus Erkennungsmoleküle werden auf der Zelloberfläche präsentiert. Kompatible Gameten werden durch Adhäsionsproteine in Zilien gebunden.
Auf Paramecium Erkennungssubstanzen werden zwischen kompatiblen Gameten erzeugt. Diese Substanzen fördern die Vereinigung von Geschlechtszellen sowie deren Adhäsion und anschließende Fusion..
In der Evolutionsbiologie ist eines der am meisten diskutierten Themen, wenn wir über komplexe Organismen (wie Säugetiere) sprechen, die Investition der Eltern. Dieses Konzept wurde vom renommierten Biologen Sir Ronald Fisher in seinem Buch "Die genetische Theorie der natürlichen Selektion”Und impliziert die Kosten der Eltern für das Wohl der Nachkommen.
Gleichheit bei Gameten impliziert, dass die Investition der Eltern für beide am Fortpflanzungsereignis beteiligten Organismen symmetrisch ist..
Im Gegensatz zum Anisogamiesystem, bei dem die Investitionen der Eltern asymmetrisch sind und die weibliche Gamete die meisten nicht genetischen Ressourcen (Nährstoffe usw.) für die Entwicklung der Zygote bereitstellt. Mit der Entwicklung von Systemen, die Dimorphismus in ihren Gameten aufweisen, entwickelte sich auch bei elterlichen Organismen eine Asymmetrie.
Nach den Beweisen und Fortpflanzungsmustern, die wir bei modernen Arten finden, erscheint es logisch, Isogamie als den Ahnenzustand zu betrachten, der in den ersten Stadien der sexuellen Fortpflanzung auftritt..
In mehreren Linien mehrzelliger Organismen wie Pflanzen und Tieren hat sich unabhängig voneinander ein differenziertes Fortpflanzungssystem entwickelt, bei dem die weiblichen Gameten groß und unbeweglich sind und die männlichen klein und mit der Fähigkeit, sich zur Eizelle zu bewegen..
Obwohl die genauen Trajektorien des Wechsels von einem isogamischen zu einem anisogamischen Zustand nicht bekannt sind, wurden mehrere Theorien formuliert..
Einer von ihnen hebt einen möglichen Kompromiss zwischen der Größe der Gameten und ihrer Anzahl hervor. Nach diesem Argument ist der Ursprung der Anisogamie eine evolutionär stabile Strategie, die durch eine störende Selektion bei der Suche nach Effizienz und Überleben der Zygote verursacht wird..
Eine andere Theorie versucht, das Phänomen als einen Weg zu erklären, eine unbewegliche Zelle (die Eizelle) mit vielen Zellen zu kompensieren, die sich bewegen können (das Sperma)..
Eine dritte Ansicht erklärt die Erzeugung von Anisogamie als adaptives Merkmal, um Konflikte zwischen dem Kern und dem Zytoplasma aufgrund der uniparentalen Vererbung der Organellen zu vermeiden..
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