EŞ EŞLILIK: ÖZELLIKLERI VE TÜRLERI - BIYOLOJI - 2025

İsogamy gametlerin morfolojik olarak benzer bir bitki üreme sistemi. Benzerlik şekil ve büyüklükte meydana gelir ve erkek ve dişi cinsiyet hücreleri ayırt edilemez. Bu üreme sistemi ata olarak kabul edilir. Farklı alg, mantar ve protozoa gruplarında oluşur.

Eş eşliliğe dahil olan gametler mobil (kirpikli) olabilir veya olmayabilir. Aynısının birliği, konjugasyonla gerçekleşir. Farklılaşmamış cinsiyet hücreleri kaynaşır ve genetik materyal değiştirir.

Isogamy. M.Piepenbring'den Wikimedia Commons aracılığıyla değiştirilmiştir.

İzogami, homotalik veya heterotalik olabilir. Aynı genoma sahip gametler arasında füzyon meydana geldiğinde homotaliktir. Heterotalik izogamide, gametlerin farklı bir genetik yapısı vardır.

karakteristikleri

Kaynak: M.Piepenbring

İzogami ile üreme, konjugasyon ile gerçekleşir. Bunda bir hücrenin içeriği diğerine geçer ve füzyon meydana gelir.

Carigami (çekirdeklerin füzyonu) ve plazmogami (sitoplazmanın füzyonu) süreçleri söz konusudur. Cinsel hücrelere somatik hücre farklılaşması çevresel koşullarla ilişkilendirilebilir. Aynı türden diğer bireylerle etkileşim de etkileyebilir.

Farklılaşma gerçekleştikten sonra, gametler diğer cinsiyet hücrelerini bulmalı ve tanımalıdır. Eş eşliliğin oluştuğu gruplarda, gametlerin tanınması ve füzyonu farklı şekillerde gerçekleşir.

Seks hücreleri kamçılı veya hareketsiz olabilir. Bazı durumlarda, bazı yeşil alglerde olduğu gibi büyüktürler.

Türleri

Gametlerin genetik yapısı ile ilgili iki tür eş eşlilik vardır.

Homotalik eş eşlilik

Bir bireyin gameti, aynı klonal grubun başka biriyle konjuge edilir. Bu durumda kendi kendine döllenmenin meydana geldiği kabul edilir.

Tüm çekirdekler aynı genotipe sahiptir ve farklı bir genotip ile etkileşim yoktur. Somatik hücreler doğrudan cinsiyet hücrelerine farklılaşır.

Gametler klonal popülasyonlarda oluşur ve daha sonra zigot oluşturmak için füzyon meydana gelir.

Heterotalik eş eşlilik

Gametler, farklı genetik yapıya sahip farklı bireylerde üretilir.

Füzyonun oluşması için gametlerin genetik uyumluluğa sahip olması gerekir. Genel olarak iki tür gamet oluşturulur. Birbirleriyle uyumlu olan "artı" ve "eksi".

Bir türün gametangial hücresi (gameti üreten), diğer türdeki hücre ile bir çift oluşturur. Bunlar, bazı durumlarda feromon üretimini içeren kimyasal iletişim yoluyla tanınır.

İzogamik gametli organizmalar

Tek hücreli organizmalarda izogaminin hakim olduğu görülürken, anizogami çok hücreli ökaryotlar için neredeyse evrenseldir. Tek hücreli organizmaların çoğu ökaryotik soyunda, gametler eşit büyüklüktedir ve erkekler ve dişiler arasında ayrım yapmayız.

Model organizmalar

Ökaryotlarda, izogamik gametlere sahip önemli sayıda tür vardır. Bununla birlikte, çok daha fazlası olmasına rağmen, yalnızca biyolojik literatürde sürekli olarak görünen cinslerden bahsedeceğiz.

Dictyostelium discoideum türünün iyi bilinen sosyal amipleri, Saccharomyces cerevisiae gıda yapmak için kullandığımız yaygın maya ve uyku hastalığına neden olan protozoan parazit Trypanosoma brucei, aynı gametlere sahip organizmalara örnektir.

Yeşil alglerde izogami yaygın bir fenomendir. Aslında, bu organizmalarda iki tür eş eşlilik vardır.

Bazı türler, bir göz lekesi ile temsil edilen bir fototaktik sisteme sahip nispeten orta büyüklükte gametler üretir. Diğer türler aynı gametlere sahiptir, ancak önceki durumdakinden çok daha küçüktür. Ayrıca göz lekesinden yoksundurlar.

Kuralın istisnaları

Bununla birlikte, böyle radikal bir gözlem yapmak ve izogamik gametleri tek hücreli soylarla ve anizogamiyi çok hücreli varlıklarla sınırlamak mümkün değildir.

Aslında, Pandorina, Volvulina ve Yamagishiella gibi kolonyal yeşil yosun cinsleri eş-eşliliğin durumunu sunduğundan, bitkiler bu kurala bazı istisnalar sunar.

Farklı gametler sunan Bryopsidales takımının yeşil algleri gibi tek hücreli organizmalar olduğu için ters yönde istisnalar da vardır.

Alglerde izogami

Alglerde, eş-eşliliğe bağlı iki tür seks hücresinin varlığı gözlenmiştir.

Bazı gruplarda, gametler orta büyüklüktedir ve fototaxis mekanizmalarına sahiptir. Işıkla uyarılan bir göz lekesi var.

Genellikle kloroplastların varlığı ve rezerv maddeleri biriktirme yeteneği ile ilişkilidirler. Diğer durumlarda, gametler çok küçüktür ve göz lekesi yoktur.

Eş eşli alglerde cinsel üreme farklı bir şekilde gerçekleşir.

Chlamydomonas'tır

Tek hücreli bir yeşil alg grubudur ve iki kamçı vardır. Heterotalik eş eşlilik sunar. Bazı türlerde homotalik eş eşlilik oluşabilir.

Haploid bitkisel hücreler, ortamdaki nitrojen koşulları arttığında cinsiyet hücrelerine farklılaşır. Farklı genetik tamamlayıcılara sahip iki tür gamet vardır.

Gametler, flagella'nın bağlanmasını teşvik eden aglütininler (yapışma molekülleri) üretir. Füzyondan sonra iki gamet, embriyonun gelişimi için gerekli olan genetik bilgiyi sağlar.

Closterium

Bu algler, Charyophyta bölümüne aittir. Tek hücrelidirler. Homotalik ve heterotalik eş eşlilik gösterirler.

Gametler mobil değildir. Bu durumda, cinsiyet hücreleri ortaya çıktığında, bir konjugasyon papillası oluşur. Sitoplazmalar, hücre duvarını parçalayarak serbest bırakılır.

Daha sonra, her iki gametin protoplazmalarının füzyonu gerçekleşir ve zigot oluşur. Farklı genetik tipler arasındaki kimyasal çekiciliğin heterotalik eş eşliliğinde meydana geldiği düşünülmektedir.

Kahverengi algler

Flagellat izogamlı gametlere sahip çok hücreli organizmalardır. Diğer gruplar anizogami veya oogami ile çoğalırlar.

Gametler morfolojik olarak aynıdır, ancak farklı davranırlar. Dişi tipin erkek tipini çeken feromonları saldığı türler vardır.

Diğer durumlarda, bir tür gamet kısa bir süre için hareket eder. Ardından, kamçı yutun ve feromonları serbest bırakın. Diğer tip daha uzun süre hareket eder ve feromon sinyali için bir reseptöre sahiptir.

Mantarda izogami

Hem homotalik hem de heterotalik tiplerin izogamisi oluşur. Çoğu durumda, gametlerin tanınması feromon üretimi ile ilişkilidir.

mayalar

Saccharomyces gibi birkaç tek hücreli grupta gametler, kültür ortamının bileşimindeki bir değişikliğe yanıt olarak farklılaşır. Düşük nitrojen seviyeleri gibi belirli koşullar altında, somatik hücreler mayoz bölünerek bölünürler.

Farklı genetik yapıya sahip gametler feromon sinyalleri tarafından tanınır. Hücreler feromonların kaynağına doğru çıkıntılar oluşturur ve uçlarına katılır. Her iki gametin çekirdeği kaynaşana ve diploid bir hücre (zigot) oluşturana kadar göç eder.

Filamentli mantarlar

Çok hücreli organizmalardır. Esas olarak heterotalik sistemler sunarlar. Cinsel gelişim sırasında donör (erkek) ve alıcı (dişi) yapılar oluştururlar.

Hücre füzyonu, bir hif ile daha özel bir hücre arasında veya iki hif arasında gerçekleşebilir. Donör çekirdeğin (erkek) hifte girişi, meyve veren bir gövdenin gelişimini uyarır.

Çekirdekler hemen kaynaşmaz. Meyve veren vücut, farklı genetik yapıya sahip çekirdeklerle dikaryotik bir yapı oluşturur. Daha sonra, çekirdekler mayoz bölünerek birleşir ve bölünür.

Protozoada izogami

İzogami, kamçılı tek hücreli gruplarda oluşur. Bu kirpikli organizmalar, plazma zarının özel alanlarında gametler arasında sitoplazmik bağlantı kurar.

Kirpikli grupların iki çekirdeği, bir makronukleusu ve bir mikronukleusu vardır. Makronükleus, somatik formdur. Diploid mikronükleus, mayoz bölünür ve gamet oluşturur.

Haploid çekirdekler, sitoplazmik bir köprü ile değiştirilir. Daha sonra, her hücrenin sitoplazmaları restore edilir ve özerkliklerini yeniden kazanır. Bu süreç ökaryotlarda benzersizdir.

Euplotes'te, her genetik tipin spesifik feromonları üretilir. Hücreler, farklı genetik yapıya sahip bir feromon tespit ettiklerinde somatik büyümeyi durdururlar.

Dileptus türleri için tanıma molekülleri hücre yüzeyinde sunulur. Uyumlu gametler, kirpiklerdeki yapışma proteinleri tarafından bağlanır.

Paramecium'da, uyumlu gametler arasında tanıma maddeleri üretilir. Bu maddeler, cinsiyet hücrelerinin birleşmesinin yanı sıra bunların yapışmasını ve ardından füzyonunu teşvik eder.

Ekolojik ve evrimsel sonuçlar

Simetrik ebeveyn yatırımı

Evrimsel biyolojide, karmaşık organizmalardan (memeliler gibi) bahsederken en çok tartışılan konulardan biri ebeveyn yatırımıdır. Bu kavram, seçkin biyolog Sir Ronald Fisher tarafından "Doğal Seleksiyonun Genetik Teorisi" kitabında geliştirilmiştir ve gençlerin refahı için ebeveynlerin masraflarını içerir.

Gametlerdeki eşitlik, ebeveyn yatırımının üreme olayına dahil olan her iki organizma için simetrik olacağı anlamına gelir.

Ebeveyn yatırımının asimetrik olduğu anizogami sisteminden farklı olarak ve zigot gelişimi için genetik olmayan kaynakların (besinler vb.) Çoğunu sağlayan kadın gametidir. Gametlerinde dimorfizm sunan sistemlerin evrimiyle birlikte ebeveyn organizmalarda da bir asimetri gelişti.

Evrim

Modern türlerde bulduğumuz kanıtlara ve üreme modellerine göre, eş-eşliliğin eşeyli üremenin ilk aşamalarında ortaya çıkan atalardan kalma bir durum olduğunu düşünmek mantıklı görünüyor.

Bitkiler ve hayvanlar gibi çok hücreli organizmaların çeşitli soylarında, dişi gametlerin büyük ve hareketsiz olduğu ve erkeklerin küçük olduğu ve yumurtalığa hareket etme yeteneğine sahip olduğu farklı bir üreme sistemi bağımsız olarak gelişmiştir.

Bir izogamikten anizogamik duruma geçişin kesin yörüngeleri bilinmemekle birlikte, birkaç teori formüle edilmiştir.

Teori 1

Bunlardan biri, gametlerin boyutu ile sayıları arasında olası bir değiş tokuşu vurguluyor. Bu argümana göre, anizogaminin kökeni, zigotun etkinliği ve hayatta kalma arayışındaki yıkıcı seçilimin neden olduğu evrimsel olarak istikrarlı bir stratejidir.

Teori 2

Başka bir teori, bu fenomeni, hareket kabiliyetine sahip birçok hücre (sperm) ile hareketsiz bir hücreyi (yumurta) telafi etmenin bir yolu olarak açıklamaya çalışır.

Teori 3

Üçüncü bir görüş, anizogaminin, organellerin uniparental kalıtımı nedeniyle çekirdek ve sitoplazma arasındaki çatışmaları önlemek için uyarlanabilir bir özellik olarak oluşumunu açıklar.

Referanslar

1. Hadjivasiliou Z ve A Pomiankowski (2016) Gamete sinyali, çiftleşme türlerinin ve sayılarının evriminin temelini oluşturur. Phil. Trans. R. Soc B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko ve GA Parker (2016) Eş eşli organizmalar bize seks ve iki cinsiyet hakkında ne öğretir? Trans. R. Soc B 371: 20150532.
3. Ni M, M Fererzaki, S Sun, X Wang ve J Heitman (2011) Mantarda seks. Annu. Rev. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae ve PA Cox (2012) Evrimsel yörüngeler, deniz yeşil alglerinde izogami ve anizogaminin çeşitlendirilmiş evrimini açıklar. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane Y. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki ve H Sekimoto (2012) Closterium'un homotalik ve heterotalik suşları arasında zigospor oluşumu. Sex Plant Reprod 25: 1-9.