MIKÄ ON PLASMOGAMIA? - BIOLOGIA - 2026

Plasmogamia on vaihe sukupuolisen lisääntymisen, jossa fuusio sytoplasmoihin sukusolujen tai sukusoluja tapahtuu ilman fuusio niiden tumat. Plasmogamia on yleistä sienissä, mikä on heidän sukupuolisen lisääntymisen ensimmäinen vaihe. Sitä voi esiintyä myös sulatettujen ja viljeltyjen kasvi- ja eläinsoluissa.

Sukusolut ovat erityisiä soluja, jotka on erotettu organismin muista soluista morfologiansa ja lisääntymisfunktionsa vuoksi. Joissakin tapauksissa plasmogamian prosessi ei tapahdu erilaistuneiden sukusolujen, vaan diferensoitumattomien somaattisten solujen (somatogamy-tyyppinen plasmogamy) välillä.

Kuva 1. Saprolegnia sp.: N naispuolisen gametangiumin (Oogonio) erilaiset kehitysvaiheet (Oomycota). A: epäkypsä oogonium, B: kehittyvä oogonium; C: kypsä oogonium, D: munat. Lähde: Jon Houseman

Intensiivisen kasvujakson jälkeen sienet siirtyvät lisääntymisvaiheeseen muodostaen ja vapauttaen suuren määrän itiöitä. Itiöt ovat yleensä yksisoluisia ja ne tuotetaan sienen fragmentoitumisella tai erikoistuneissa rakenteissa, kuten sporangiassa, sporoforeissa tai gametangiassa.

Itiöt voidaan tuottaa aseksuaalisesti tai epäsuorasti sukupuolielinten lisääntymisessä. Sienien lisääntymiseen samoin kuin muihin organismeihin kuuluu kahden ytimen fuusio, joka sisältää kunkin vanhemman yksilön perimätiedot. Ytimet tapaavat fyysisesti, kun kaksi sukupuolisolua tai sukusolut yhdistyvät.

Sienien sukupuolisen lisääntymisen vaiheet

Seksuaalinen lisääntyminen voidaan määritellä mekanismiksi, joka uusiuttaa jatkuvasti biologisen lajin yksilöiden geneettistä kuormitusta. Se on tärkeä geneettisen vaihtelun lähde, joka antaa paremman kyvyn sopeutua uusiin ympäristöolosuhteisiin.

Sienten seksuaalisen lisääntymisen prosessilla on tämän valtakunnan ainutlaatuiset ja erityiset piirteet.

Muissa eukaryoottisissa organismeissa (joissa ytimet ja organelit on suljettu membraaneilla), kuten kasveissa, eläimissä ja protisteissa (hyvin yksinkertaiset eukaryootit, ilman erilaistuneita kudoksia), solunjako sisältää ydinkalvon liukenemisen ja jälleenrakentamisen.

Sienissä ydinmembraani pysyy ehjänä koko prosessin ajan; Joissakin lajeissa, jotka ovat poikkeus, ydinmembraani rikkoutuu, mutta vain osittain.

Sienien sukupuolinen lisääntyminen tapahtuu kolmessa vaiheessa: plasmogamia, karyogamia ja meioosi. Kunkin tapahtuman tai seksuaalisen lisääntymisen vaiheen kesto vaihtelee, ja myös näiden tapahtumien väliset välit vaihtelevat organismin tyypistä riippuen.

Primitiivisissä, vähemmän kehittyneissä sienissä karyogamia esiintyy melkein heti plasmogamian jälkeen. Sitä vastoin korkeammissa, kehittyneemmissä sienissä molemmat vaiheet ovat välillä.

Plasmogamy

Plasmogamia tai solufuusio on sienten lisääntymisen ensimmäinen vaihe sienissä, joissa kaksi sukusolua, jotka ovat geneettisesti erilaisia ​​haploidisia soluja, sulautuvat, jolloin syntyy solu, jossa on kaksi haploidista ydintä. Plasmogamiassa vain kahden vanhemman haploidisten sukusolujen sytoplasmat yhdistyvät.

Haploidisolut sisältävät yhden sarjan kromosomeja ja esitetään: n. Diploidisoluissa on kaksi sarjaa kromosomeja; merkitään seuraavasti: 2n.

Karyogamy

Seuraavassa vaiheessa, jota kutsutaan karyogamiaksi, tapahtuu vanhempien sukusolujen kahden haploidin ytimen fuusio tai liittyminen, jolloin syntyy solu, jolla on diploidi ydin.

Ytimien fuusion myötä syntyy uusi solu, jota kutsutaan tsygootiksi. Tämän tsygootin ydin sisältää kaksinkertaisen määrän kromosomeja (ts. Se on diploidi tai 2n).

meioosi

Meioosi on seksuaalisen lisääntymisen viimeinen vaihe, jossa kromosomien määrä vähenee jälleen puoleen. Meioosissa yksi diploidi solu (2n) tuottaa neljä haploidia solua (n).

Meioosissa esiintyy myös kromosomirekombinaatioprosesseja, jotka takaavat, että uusien solujen geneettinen koostumus (tai geneettinen kuormitus) eroaa koko prosessin edeltävien sukusolujen koostumuksesta.

Plasmogamian tyypit

Sienissä käytetään erilaisia ​​menetelmiä kahden yhteensopivan solun haploidisen ytimen yhdistämiseksi, toisin sanoen plasmogamian esiintymiseksi.

Plasmogamiaa esiintyy useammin soluissa, joiden morfologia ei eroa toisistaan, ja tässä tapauksessa sitä kutsutaan isogaamiaksi. Kun solut, jotka sulauttavat sytoplasmansa, ovat erikokoisia, plasmogamiaa kutsutaan anisogamiaksi.

Plasmogamiaa on viittä päätyyppiä, jotka ovat seuraavat: sukusolujen fuusio, gametangiaalinen kopulaatio, gametangiaalinen fuusio, spermatisointi ja somatogamia. Tämän tyyppiset plasmogamiat kuvataan alla.

Gamete-fuusio

Jotkut sienet tuottavat erikoistuneita sukupuolisoluja (sukusoluja), jotka vapautuvat sukupuolielimistä, nimeltään gametangia, kuten aiemmin näimme.

Yksisoluisten sukusolujen fuusio tapahtuu, jos molemmat tai ainakin yksi niistä on liikkuvia. Itiöiden liikkuvuus riippuu siitä, että niissä on siipikarjat, joiden avulla ne voivat ajaa itsensä uimaan, jolloin niitä kutsutaan zoosporiksi. Yleensä kaksi sukusolua, jotka sulautuvat, ovat samankokoisia ja niitä kutsutaan isogaemisiksi zoospooriksi.

Toisinaan voi olla, että yksi sukusolu on suurempi kuin toinen (anisogamiset sukusolut). Phyllla Chytridiomycota -lajin Monoblepharis-sukussa liikkuvat miespuoliset sukusolut vapautuvat urospuolisesta gametangiumista tai antheridiumista.

Myöhemmin miespuoliset sukusolut tunkeutuvat naispuoliseen gametangiumiin (jota kutsutaan oogoniumiksi) ja hedelmöittävät suuria, liikkumattomia naarasrakkulaisia ​​(nimeltään oospheres).

Gametangiaalinen parikaatio

Muissa sienissä kaksi gametangiaa joutuu kosketukseen ja ydin siirtyy uroksesta naispuoliseen gametangiumiin. Tässä tapauksessa gametangia toimii sukusoluina.

Tämän tyyppistä plasmogamiaa esiintyy Oomycota-ryhmän organismeissa, joissa pienet urosgametangiat (antheridiat) tuottavat hedelmöitysputkia, jotka kasvavat, haarautuvat ja sulautuvat sitten suuremman naispuolisen gametangiumin (oogoniumin) kanssa.

Lannoitusputket antavat miespuolisten sukusolujen ytimien kulkea hienon tunkeutuvan tapin läpi ja sulautuvat naaraspuolisten sukusolujen (oosfäärien) kanssa.

Kuva 2. Oomycota-ryhmän vesimuotti, joka kasvaa kuolleilla toukkilla. Tällä muotilla on gametangiaalinen kopulaatiotyyppinen plasmogamia. Lähde: TheAlphaWolf

Gametangian fuusio

Tämän tyyppisessä plasmogamiassa gametangia sulautuu ja yhdistää niiden ytimet. Esimerkiksi Zigomycota-ryhmän sienten itiöt ovat morfologisesti identtisiä, kasvavat yhdessä ja muodostavat eriytetyn gametangian, jotka sulautuvat muodostamaan tsygootin tai munan. Tämä tsygootti muuttuu myöhemmin paksuseinäiseksi zygosporeksi.

Kuvio 3. Kypsä zygosporangium Zigomycota-ryhmän sienestä. Lähde: Jon Houseman

Spermatization

Spermatizointi koostuu mononukleoitujen (yhden ytimen) solujen, ei-motilisten (ilman flagellumia) fuusioitumisesta naisen gametangiumin kanssa.

Somatogamy

Jotkut kehittyneemmät sienet eivät tuota gametangiaa. Näissä tapauksissa sienen rungon muodostavat kasvulliset somaattiset hyfaat saavat seksuaalisen toiminnan, ovat yhteydessä, sulautuvat ja vaihtavat ytimensä keskenään.

Tämäntyyppinen plasmogamia tapahtuu vegetatiivisten, ei-seksuaalisten rakenteiden, kuten hyfa- ja hiivasolujen fuusion kanssa.

Seksuaalisen lisääntymisen edut ja haitat

Seksuaalisen tyypin lisääntymisellä on joitain haittoja aseksuaalisen tyypin lisääntymiseen verrattuna. Nämä haitat sisältävät lisääntyneet energiamenot sukusolujen saamisessa, hitaampi lisääntyminen ja seurauksena vähemmän jälkeläisiä.

Toisaalta seksuaalisen lisääntymisen etuna on geneettisen variaation tuottaminen yksilöiden välillä. Tämän tyyppisessä lisääntymisessä jälkeläisten geneettinen kuormitus tulee kahden vanhemman geeneistä, eikä se ole identtinen kummankaan vanhemman geenien kanssa.

Mitä suurempi geneettinen variaatio populaatiossa, sitä suurempi on sen kehitysnopeus. Potilailla, joilla on suuri geneettinen variaatio, on erilaiset reaktiomekanismit ympäristön muutoksiin, koska ne voivat tuottaa yksilöitä, joilla on ylivoimainen adaptiivisuus.

Viitteet

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW ja Blackwell, M. Toimittajat. (tuhatyhdeksänsataayhdeksänkymmentäkuusi). Johdattava mykologia. 4. painos. New York: John Wiley ja pojat.
2. Clark, J. ja Haskins, EF (2013.).Yksisen lisääntymissykli myksomyketeissä: katsaus. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mykosfääri / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Sienekosysteemiprosessit. 2. painos. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Toimittaja. (2017). Sienet: Biologia ja sovellukset. New York: John Wiley.
5. Ashton GD ja Dyer PS (2016). Sienien seksuaalinen kehitys ja sen käyttö geeniekspressiojärjestelmissä. Julkaisussa: Schmoll M., Dattenböck C. (toim.) Sienien geeniekspressiojärjestelmät: edistykset ja sovellukset. Sienibiologia. Springer.