Oogamy - Oogamy

Оогамия у животных: маленькие подвижные сперматозоиды на поверхности яйцеклетки

Oogamy знакомая форма половое размножение. Это форма анизогамия (гетерогамия ) в котором самка гамета (например. яйцеклетка ) значительно крупнее мужской гаметы и неподвижен. Мужские гаметы обычно очень подвижный и обычно им поручают все путешествия, необходимые для объединения соответствующих гамет. Преобладание оогамии у высших животных приводит к выводу, что эта специализация гамет приводит к тому, что они выполняют свои соответствующие задачи лучше и эффективнее, чем те задачи, которые могут быть выполнены универсальными изогаметами, в частности, способность концентрировать высокоэнергетические вещества в меньших количествах. количество яйцеклеток.[нужна цитата ]

Эволюционная оогамия

Оогамия рассматривается как эволюционный шаг, который привел к внутреннему оплодотворению, в ответ на давление отбора, побуждающее к такой адаптации. Это в большей степени объясняется независимостью животных от жидкой воды как средства оплодотворения среди наземных видов, однако другие различия на микромасштабе также могли внести свой вклад в изменение между оогамией и внутренним оплодотворением.

Одним из объяснений были цитоплазматические различия между двумя гаметами, однако Рандерсон и Херст опровергли эту теорию как неподтвержденную (2001).[1] Большинство последовавших за этим альтернативных объяснений сосредоточились на отборе на основе размера, поведенческих взаимодействиях между клетками гамет и экологическом распределении ресурсов.

Для выбора размера гамет, необходимого для ускорения перехода от изогамии к оогамии, приспособленность организма должна повышаться по мере увеличения размера яйца и увеличиваться по мере уменьшения размера сперматозоидов. Одно только количество гамет в организме будет существовать как тип давления отбора, который способствует меньшему размеру сперматозоидов, но непропорционально отбирает меньшее количество яиц по мере их увеличения в организме. Это подтвердило теорию Белла (1997) о том, что давление отбора должно было отбирать для увеличения размера яйцеклетки больше, чем сокращение спермы. Стандартным остается предположение, что приспособленность зиготы экспоненциально увеличивается с увеличением объема зиготы, а количество зигот уменьшается.

Совсем недавно Dusenbery (2000) предложил физическую модель в предположении, что яйцеклетки производят аттрактант спермы через феромоны. Это обеспечивало механизм отбора, который резко увеличивал размер цели, позволяя использовать мощную селективную силу, которая производила яйца большего размера. Предполагая, что ресурсы, доступные для производства феромона, пропорциональны объему яйца, целевая область была определена как радиус диффузии активного пространства феромона, пропорциональный скорости производства феромона, и квадрат этого радиуса будет целевым размером. Результаты, определенные Dusenbery, предполагают, что этот процесс отбора все равно будет происходить, если предположение было уменьшено, чтобы включать только производство феромонов, пропорциональное площади поверхности яйца.

Угамия преимущественно встречается в животные, но также можно найти во многих протисты, определенные заказы водоросли (Охрофиты, Харофики ), и некоторые растения, такие как мохообразные, папоротники, и немного голосеменные подобно саговники и гинкго.

У некоторых водорослей большинство голосеменных растений и все покрытосеменные, разновидность оогамии возникает там, где сперма клетки также неподвижны.

Оказалось, что изогамия был первым этапом половое размножение. В нескольких линиях эта форма воспроизводства независимо эволюционировала до анизогамия с гаметы мужчин и женский типы к оогамы. Есть хороший аргумент в пользу того, что этот паттерн был обусловлен физическими ограничениями механизмов, с помощью которых две гаметы собираются вместе, как требуется для половое размножение.[2]

Oogamy в диатомовых водорослях

Поскольку обсуждение перехода оогамии обычно затрагивает пропорции размеров определенных половых клеток, способность к воспроизводству тесно связана с размером клеток самого организма. Процесс размножения является наиболее распространенным методом восстановления размера клетки и часто запускается, когда размер клетки меньше критического уровня; однако этот процесс отличается у центрических и пеннатных диатомовых водорослей.

Центрические диатомовые водоросли оогамны. Мужская гаметангиальная клетка претерпевает серию из четырех делений с образованием ограниченного числа микроспор, которые определяются как материнские клетки сперматозоидов. Эти микроспоры подвергаются мейозу с образованием жгутиковых сперматозоидов. Оогониальные женские клетки могут производить от одного до двух яиц; этот женский протопласт может способствовать оплодотворению сперматозоидов с помощью нескольких различных механизмов, в зависимости от вида. В результате оплодотворения образуется зигота, характерная для оогамии, которая после поглощения воды превращается в ауксоспору. Он будет иметь сферическую форму с другой морфологией клапана.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Рандерсон, Дж. П. и Л. Д. Херст. «Неопределенная эволюция полов». Trends Ecol. Evol. 16. н.п. .: н.п., н.д. 28 марта 2018 г.
  2. ^ Дузенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе, Глава 20. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс ISBN  978-0-674-03116-6.

Дальнейшие ссылки

  • Dunesbery, Дэвид Б. Экологические модели, объясняющие успех отличительных сперматозоидов и яйцеклеток (Oogamy). 13 декабря 2001. pdf. 3 июня 2002 г.
  • Халворсон, Х. О. и Монрой, А. (1985). Происхождение и эволюция пола. Нью-Йорк: Алан Р. Лисс
  • «Размножение диатомовых водорослей». Репродукция диатомовых водорослей, Университет ДеПола, condor.depaul.edu/diatom/sex2.html.