KAS IR PLAZMOGAMIJA? - BIOLOĢIJA - 2025

Plasmogamia ir posms seksuālas reprodukcijas, kurā kodolsintēzes no cytoplasms dzimumšūnu vai dzimuma šūnās notiek bez kodolsintēzes savu kodolu. Plasmogamija ir izplatīta sēnītēs, kas ir viņu seksuālās reprodukcijas pirmais posms. Tas var rasties arī augu un dzīvnieku šūnās, kuras ir sapludinātas un kultivētas.

Gametas ir īpašas šūnas, kas atšķir no citām organisma šūnām to morfoloģijas un reproduktīvās funkcijas dēļ. Dažos gadījumos plazmogamijas process notiek nevis starp diferencētām gametām, bet starp nediferencētām somatiskām šūnām (somatogamijas tipa plazmogamija).

1. attēls. Saprolegnia sp. Sieviešu gametangium (Oogonio) dažādās attīstības pakāpes (Oomikota). A: nenobriedis oogonijs, B: jaunattīstības oogonijs; C: nobriedis oogonijs, D: olas. Avots: Jon Houseman

Pēc intensīvas augšanas sēnes nonāk reprodukcijas fāzē, veidojot un atbrīvojot lielu skaitu sporu. Sporas parasti ir vienšūnas, un tās rodas, sadragājot micēliju vai cita starpā tādās specializētās struktūrās kā sporangija, sporofori vai gametangija.

Sporas var ražot aseksāli vai netieši seksuālās reprodukcijas laikā. Seksuālā reprodukcija sēnītēs, kā arī citos organismos ir saistīta ar divu kodolu saplūšanu, kas satur katra vecāka indivīda ģenētisko informāciju. Kodoli fiziski satiekas, kad apvienojas divas dzimuma šūnas vai gametas.

Sēnīšu seksuālās reprodukcijas posmi

Seksuālo reprodukciju var definēt kā mehānismu, kas pastāvīgi atjauno bioloģiskās sugas indivīdu ģenētisko slodzi. Tas ir svarīgs ģenētiskās mainīguma avots, kas ļauj labāk pielāgoties jauniem vides apstākļiem.

Sēnīšu seksuālās pavairošanas procesam ir unikālas un īpašas šīs valstības iezīmes.

Citos eikariotu organismos (ar kodoliem un ar membrānām slēgtās organellās), piemēram, augos, dzīvniekos un protistos (ļoti vienkāršos eikariotos, bez diferencētiem audiem) šūnu dalīšana ietver kodolenerģijas membrānas izšķīšanu un rekonstrukciju.

Sēnēs kodola membrāna paliek neskarta visā procesā; dažās sugās, kas ir izņēmums, kodola membrāna saplīst, bet tikai daļēji.

Sēnīšu seksuālā pavairošana notiek trīs posmos: plazmogamija, kariogamija un meioze. Katra notikuma vai seksuālās reprodukcijas posma ilgums ir atšķirīgs, un arī intervāli starp šiem notikumiem ir mainīgi, atkarībā no organisma veida.

Primitīvās, mazāk attīstītās sēnēs kariogamija notiek gandrīz tūlīt pēc plazmogamijas. Turpretī augstākajās, attīstītākajās sēnēs starp abiem posmiem ir intervāls.

Plasmogamija

Plasmogamija jeb šūnu saplūšana ir sēnīšu seksuālās reprodukcijas pirmais posms, kurā saplūst divas gametas, kas ir ģenētiski atšķirīgas haploīdās šūnas, kā rezultātā veidojas šūna ar diviem haploīdiem kodoliem. Plazmogamijā apvienojas tikai divu vecāku haploīdu gametu citoplazmas.

Haploīdās šūnas satur vienu hromosomu komplektu un tiek attēlotas šādi: n. Diploīdās šūnās ir divi hromosomu komplekti; tiek simbolizēti kā: 2n.

Kariogamija

Nākamajā posmā, ko sauc par kariēmiju, notiek vecāku gametu divu haploīdu kodolu saplūšana vai savienība, veidojot šūnu ar diploīdu kodolu.

Ar kodolu saplūšanu tiek iegūta jauna šūna, ko sauc par zigotu. Šīs zigotas kodols satur dubultu hromosomu skaitu (ti, tas ir diploīds vai 2n).

Mejoze

Mejoze ir pēdējais seksuālās reprodukcijas posms, kurā hromosomu skaits atkal tiek samazināts uz pusi. Mejozes gadījumā viena diploīda šūna (2n) rada četras haploīdas šūnas (n).

Mejozes gadījumā notiek arī hromosomu rekombinācijas procesi, kas garantē, ka jauno šūnu ģenētiskais sastāvs (vai ģenētiskā slodze) atšķiras no visa procesa priekšgājēju sastāva.

Plazmogamijas veidi

Sēnītes izmanto dažādas metodes, lai savienotu divus saderīgu šūnu haploīdus kodolus, tas ir, lai notiktu plazmogamija.

Plasmogamija biežāk rodas šūnās, kas neatšķiras pēc morfoloģijas, un šajā gadījumā to sauc par izogamiju. Kad šūnas, kas sakausē to citoplazmas, ir dažāda lieluma, plazmogamiju sauc par anisogamiju.

Ir 5 galvenie plazmogamijas veidi, kas ir šādi: gametu saplūšana, gametangiāla kopulācija, gametangial saplūšana, spermatizācija un somatogamija. Šie plazmogamijas veidi ir aprakstīti zemāk.

Gamete saplūšana

Kā mēs redzējām iepriekš, dažas sēnes ražo specializētas dzimumšūnas (gametas), kuras izdalās no dzimumorgāniem, ko sauc par gametangģiju.

Vienšūnu gametu saplūšana notiek gadījumā, ja abi vai vismaz viens no tiem ir mobilais. Sporas mobilitāte ir atkarīga no tā, vai tām ir flagellas, kas tām ļauj sevi peldēt, un tādā gadījumā tās sauc par zoosporām. Parasti divas gametas, kas saplūst, ir vienāda lieluma un tiek sauktas par izoģēmiskajām zoosporām.

Reizēm var gadīties, ka viena gamete ir lielāka par otru (anisogamic gametes). Phyla Chytridiomycota ģints Monoblepharis ģintī kustīgās vīriešu dzimuma gametas izdalās no vīriešu dzimuma gametangium vai antheridium.

Vēlāk vīriešu dzimuma gametas iekļūst sievietes gametangium (ko sauc par oogoniju) un apaugļo lielās, nekustīgās sieviešu dzimuma gametas (sauktas par oosfērām).

Gametangiāla kopulācija

Citās sēnēs saskaras divas gametangijas, un kodols pāriet no tēviņa uz sievietes gametangiju. Šajā gadījumā gametangija kalpo kā gametas.

Šis plazmogamijas veids notiek Oomycota grupas organismos, kuros mazais vīriešu kārtas gametangija (antheridia) rada apaugļošanas caurules, kas aug, sazarojas un pēc tam saplūst ar lielāku sieviešu gametangiju (oogoniju).

Mēslošanas mēģenes ļauj vīriešu dzimuma gametu kodoliem iziet cauri smalkam caurlaidīgajam tapai un saplūst ar sieviešu dzimuma gametām (olšūnām).

2. attēls. Oomikotas grupas ūdens pelējums, kas aug uz mirušiem kāpuriem. Šajā veidnē ir gametangiālas kopulācijas tipa plazmogamija. Avots: TheAlphaWolf

Gametangijas saplūšana

Šāda veida plazmogamijā gametangija saplūst un apvieno to kodolus. Piemēram, Zigomycota grupas sēņu sporas ir morfoloģiski identiskas, aug kopā un veido diferencētu gametangiju, kas saplūst, veidojot zigotu vai olu. Šis zigots vēlāk pārvēršas par biezu sienu zygospore.

3. attēls. Zigomycota grupas sēnītes nobriedis zygosporangium. Avots: Jon Houseman

Spermatizācija

Spermatizācija sastāv no vienkodolu šūnu (ar vienu kodolu), nemotilu (bez flagellum) saplūšanas ar sievietes gametangiumu.

Somatogamija

Dažas vairāk attīstītas sēnes neizraisa gametangiju. Šajos gadījumos veģetatīvās somatiskās hipas, kas veido sēnītes ķermeni, iegūst seksuālo funkciju, nonāk saskarē, saplūst un apmainās ar kodoliem savā starpā.

Šis plazmogamijas veids notiek ar veģetatīvo, ne seksuālo struktūru, piemēram, hipu un rauga šūnu, saplūšanu.

Seksuālās reprodukcijas priekšrocības un trūkumi

Seksuālā tipa pavairošanai ir daži trūkumi, salīdzinot ar aseksuālā tipa pavairošanu. Šie trūkumi ietver palielinātu enerģijas patēriņu, lai panāktu dzimumšūnu satikšanos, lēnāku pavairošanu un mazāku pēcnācēju skaitu.

No otras puses, seksuālai reprodukcijai ir tāda priekšrocība, ka tā rada ģenētiskas variācijas starp indivīdiem. Šāda veida reprodukcijā pēcnācēju ģenētiskā slodze rodas no abu vecāku gēniem, un tā nav identiska neviena no vecākiem.

Jo lielāka populācijas ģenētiskā mainība, jo lielāks tās attīstības ātrums. Populācijām ar augstu ģenētisko variāciju ir atšķirīgi reakcijas mehānismi uz izmaiņām savā vidē, jo tie var radīt indivīdus ar izcilām adaptācijas spējām.

Atsauces

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW un Blackwell, M. Redaktori. (deviņpadsmit deviņdesmit seši). Ievada mikoloģija. 4. izdevums. Ņujorka: Džons Vilijs un dēli.
2. Clark, J. and Haskins, EF (2013). Kodolreprodukcijas cikls mikomicetātos: pārskats. Mikosfēra. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Sēnīšu ekosistēmu procesi. 2. izdevums. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Redaktors. (2017). Sēnītes: Bioloģija un pielietojumi. Ņujorka: Džons Vilijs.
5. Eštons GD un Dyer PS (2016). Seksuālā attīstība sēnītēs un to izmantošana gēnu ekspresijas sistēmās. In: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Gēnu ekspresijas sistēmas sēnēs: uzlabojumi un pielietojumi. Sēnīšu bioloģija. Springers.