Características e tipos de isogamia

O Isogamia É um sistema reprodutivo vegetal onde os gametas são morfologicamente semelhantes. A similaridade ocorre em forma e tamanho, e células sexuais femininas e masculinas não podem ser distinguidas. Este sistema reprodutivo é considerado ancestral. É apresentado em diferentes grupos de algas, fungos e protozoários.

Os gametas envolvidos na isogamia podem ser móveis (ciliados) ou não. A união ocorre por conjugação. Incorporação de células sexuais não diferenciadas e material genético de troca.

Isogamia. Modificado m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)], via Wikimedia Commons

A isogamia pode ser homotal ou heterotálica. É homotálico quando a fusão é entre gametas que têm o mesmo genoma. Na isogamia heterotal, os gametas têm uma composição genética diferente.

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Caracteristicas

Fonte: m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

A reprodução de isogamia ocorre por conjugação. Nisso, o conteúdo de uma célula se move em direção a outra e a fusão ocorre.

Processos de carigamia (fusão de núcleos) e plasmogamia (fusão de citoplasma) estão envolvidos. A diferenciação somática de células em sexual pode ser associada a condições ambientais. A interação com outros indivíduos da mesma espécie também pode influenciar.

Após a diferenciação, os gametas devem encontrar e reconhecer outras células sexuais. Em grupos onde a isogamia, o reconhecimento e a fusão de gametas ocorre de maneiras diferentes.

As células sexuais podem ser flageladas ou imóveis. Em alguns casos, eles são grandes, como em algumas algas verdes.

Pessoal

Existem dois tipos de isogamia relacionados à composição genética dos gametas.

Isogamia homotálica

O gameta do indivíduo é combinado com outro do mesmo grupo clonal. Nesse caso, considera -se que a auto -fertilização ocorre.

Todos os núcleos têm o mesmo genótipo e não há interação com um genótipo diferente. As células somáticas diferem diretamente nas células sexuais.

Os gametas são formados em populações clonais e, posteriormente, a fusão ocorre para formar o zigoto.

Isogamia heterotal

Gametas ocorrem em indivíduos diferentes, que têm uma composição genética diferente.

Os gametas devem ter compatibilidade genética para que a fusão ocorra. Dois tipos de gametas são geralmente formados. O "plus" e o "menos" que são compatíveis entre si.

A célula gametangial (que produz o gameta) de um tipo forma um torque com o do outro tipo. Estes são reconhecidos por meio de comunicações químicas que, em alguns casos, envolvem a produção de feromônios.

Organismos com gametas isogâmicos

A condição da isogamia parece dominar em organismos unicelulares, enquanto a anisogamia é quase universal para eucariotos multicelulares. Na maioria das linhagens eucarióticas de organismos unicelulares, os gametas são os mesmos em tamanho e não distinguem entre homens e mulheres.

Organismos modelo

Nos eucariotos, há um número significativo de espécies com gametas isogâmicos. No entanto, apenas mencionaremos os gêneros que aparecem constantemente na literatura biológica - embora haja muito mais.

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A bem conhecida ameba social da espécie Dictyostelium discoideum, O fermento comum que usamos para elaboração de alimentos Saccharomyces cerevisiae e o parasita protozoário causando doenças do sono Trypanosoma brucei São todos exemplos de organismos com gametas idênticos.

Em algas verdes, a isogamia é um fenômeno comum. De fato, existem dois tipos de isogamia nesses organismos.

Algumas espécies produzem gametas de tamanho relativamente médio com um sistema fototático representado por um olho. Outras espécies têm gametas iguais, mas muito menores do que no caso anterior. Além disso, eles não têm a mancha dos olhos.

Exceções à regra

No entanto, essa observação radical não pode ser feita e restrita a gametas isogâmicos para linhagens unicelulares e anisogâmicas para seres multicelulares.

De fato, as plantas apresentam algumas exceções a essa regra, uma vez que os gêneros com algas verdes coloniais, como Pandorina, retornar e Yamagishiella Eles apresentam a condição da isogamia.

Também há exceções na direção oposta, uma vez que existem organismos unicelulares, como as algas verdes da ordem de britopsida que têm gametas diferentes.

Isogamia em algas

Em algas, a presença de dois tipos de células sexuais associadas à isogamia foi observada.

Em alguns grupos, os gametas são de tamanho médio e têm mecanismos de fototaxis. É apresentado um ponto ocular que recebe o estímulo da luz.

Eles geralmente estão associados à presença de cloroplastos e à capacidade de acumular substâncias de reserva.  Em outros casos, os gametas são muito pequenos e não têm mancha de olho.

A reprodução sexual em algas com isogamia ocorre de maneira diferente.

Chlamydomonas

É um grupo de algas verdes unicelulares, com dois flaveres. Isogamia heterotálica apresenta. Em algumas espécies, a isogamia da homotalica pode ocorrer.

As células vegetativas haplóides diferem nas células sexuais quando as condições de nitrogênio aumentam no meio. Existem dois tipos de gametas, com diferentes acessórios genéticos.

Gametas produzem aglutininas (moléculas de adesão) que favorecem a união dos flagelos. Após a fusão, os dois gametas fornecem as informações genéticas necessárias para o desenvolvimento do embrião.

Closterium

Essas algas pertencem à divisão Charoophyta. Eles são unicelulares. Eles apresentam isogamia homotálica e heterotal.

Os gametas não são móveis. Nesse caso, quando as células sexuais se originam, uma papila de conjugação é formada. Os citoplasmas são liberados pela ruptura da parede celular.

Posteriormente, ocorre a fusão dos protoplasmos de ambos os gametas e o zigoto é formado. Considera -se que a atração química é produzida entre os diferentes tipos genéticos na isogamia heterotal.

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Algas marrons

São organismos multicelulares, com gametas de isogamas flagelados. Outros grupos são reproduzidos por anisogamia ou oogamia.

Os gametas são morfologicamente os mesmos, mas se comportam de maneira diferente. Existem espécies em que o tipo feminino libera feromônios que atraem o tipo masculino.

Em outros casos, um tipo de gameta se move por um curto período. Então, ele ingere o flagelo e libera feromônios. O outro cara se move por mais tempo e tem um receptor do sinal dos feromônios.

Isogamia em fungos

A isogamia apresenta o tipo homotálico e heterotálico. Na maioria dos casos, o reconhecimento de gametas está associado à produção de feromônios.

Leveduras

Em vários grupos unicelulares, como Saccharomyces, Os gametas diferem em resposta a uma mudança na composição do meio de cultura. Sob certas condições, como os baixos níveis de nitrogênio células somáticas são divididas por meiose.

Gametas com composição genética diferentes são reconhecidos por sinais de feromônios. As células formam projeções para a fonte de feromônios e uniram seus ápéxos. Os núcleos de ambos os gametas migram até se fundirem e formar uma célula diplóide (Zygote).

Fungos filamentosos

São organismos multicelulares. Principalmente eles apresentam sistemas heterotálicos. Durante o desenvolvimento sexual, eles formam estruturas doador (masculino) e receptivo (feminino) (feminino).

A fusão de células pode ocorrer entre hifas e uma célula mais especializada ou entre duas hifas. A entrada do núcleo doador (masculino) no HIFA estimula o desenvolvimento de um corpo frutífero.

Os núcleos não se fundem imediatamente. O corpo frutífero forma uma estrutura dicariada, com diferentes núcleos de composição genética. Posteriormente, os núcleos são mesclados e divididos por meiose.

ISOGAMIA em protozoários

A isogamia é apresentada em grupos unicelulares flagelados. Esses organismos ciliados estabelecem conexão citoplasmática entre gametas em membrana plasmática especializada.

Os grupos ciliados têm dois núcleos, um macronucleus e um micronúcleo. Macronucleo é a forma somática. O micronúcle diplóide é dividido pela meiose e forma a gameta.

Núcleos haplóides são trocados por uma ponte citoplasmática. Posteriormente, os citoplasmos de cada célula são restaurados e recuperam sua autonomia. Este processo é único nos eucariotos.

Em Eupload Feromônios específicos de cada tipo genético são produzidos. As células param o crescimento somático quando detecta um feromônio de composição genética diferente.

Para espécies de Dileptus Moléculas de reconhecimento são apresentadas na superfície da célula. Gametas compatíveis se ligam por proteínas de adesão em cílios.

Em Paramecium Substâncias de reconhecimento entre gametas compatíveis são produzidos. Essas substâncias promovem a união das células sexuais, bem como sua adesão e subsequente fusão.

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Conseqüências ecológicas e evolutivas

Investimento parental simétrico

Na biologia evolutiva, uma das questões mais discutidas quando falamos sobre organismos complexos (como mamíferos) é o investimento dos pais. Este conceito foi desenvolvido pelo eminente biólogo Sir Ronald Fisher em seu livro "A teoria genética da seleção natural”E implica as despesas dos pais para o bem -estar dos jovens.

A igualdade nos gametas implica que o investimento dos pais será simétrico para ambos os organismos envolvidos no evento de reprodução.

Ao contrário do sistema de anisogamia, onde o investimento dos pais é assimétrico, e é a gameta que fornece a maioria dos recursos (nutrientes etc.) Não -genéticos para o desenvolvimento de zigoto. Com a evolução dos sistemas que têm dimorfismo em seus gametas, a assimetria também foi desenvolvida em organismos dos pais.

Evolução

De acordo com os padrões de evidência e reprodução que encontramos em espécies modernas, parece lógico considerar a isogamia como a condição ancestral, aparecendo nos estágios iniciais da reprodução sexual.

Em várias linhagens de organismos multicelulares, como plantas e animais, ela desenvolveu independentemente um sistema de reprodução diferencial, onde as gametas femininas são grandes, imóveis e pequenas e com a capacidade de se mover para o óvulo.

Embora as trajetórias precisas de mudança não sejam conhecidas de uma condição isogâmica a um anisogâmico, várias teorias foram formuladas.

Teoria 1

Um deles destaca uma possível compensação entre o tamanho dos gametas e o número deles. De acordo com esse argumento, a origem da anisogamia é uma estratégia evolutivamente estável causada pela seleção disruptiva na busca de eficiência e sobrevivência do zigoto.

Teoria 2

Outra teoria procura explicar o fenômeno como uma maneira de compensação de uma célula imóvel (o óvulo) com muitas células com capacidade de movimento (esperma).

Teoria 3

Uma terceira visão explica a geração de anisogamia como uma característica adaptativa para evitar conflitos entre o núcleo e o citoplasma devido à herança uniparental das organelas.

Referências

1. Hadjiviosilou z e um pomiankowski (2016) sinalização de gametas subjacentes à evolução dos tipos de acasalamento e seu número. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko e Ga Parker (2016) O que os organismos isogâmicos nos ensinam sobre sexo e os dois sexos?.  Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. Nem M, M Fererzaki, S Sun, X Wang e J Heitman (2011) Sexo em fungos. Annu. Rev. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae e PA Cox (2012) TRAGETERIOS Evolutivos explicam a evolução diversificada de Isogam e Anisogamia em algas verdes marinhas algas algas. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane e. M Tsuchiya, F. Hinka, H Nozaki e H Sekimoto (2012) Formação Zygospore entre cepas homotálicas e hetotálicas de Closterium. Planta sexual Reprod 25: 1-9.