Анізогамія

Анізогамія, також звана гетерогамія, є формою статевого розмноження, що включає об’єднання або злиття двох різнорідних гамет (що відрізняються за розміром чи формою). Менші гамети вважаються чоловічим (сперматозоїди), тоді як більші гамети є жіночими (яйцеклітини).

Існує кілька видів анізогамії. Обидві гамети можуть мати джгутики і, отже, рухливі. Також може бути, що обидві гамети не рухомі. Така ситуація виникає, наприклад, у деяких водоростей і рослин. У червоних водоростей полісіфонія (Polysiphonia) великі нерухомі яйцеклітини запліднюються маленькими нерухомими сперматозоїдами. У квітучих рослин, гамети не є рухомими статевими клітинами в гаметофітах.

Один з видів гетерогамії, який зустрічається у тварин, називається оогамия. При оогамии велика і нерухома яйцеклітина запліднюється маленьким рухливим сперматозоїдом. Велика яйцеклітина оптимізована для довголіття, а невеликі сперматозоїди досить рухливі і швидкі. Розмір і ресурси яйцеклітини дозволяють виробляти феромони, які залучають сперматозоїдів.

Еволюція анізогамії

Анізогамія – це процес запліднення дрібними чоловічих гамет (сперматозоїдів) великих жіночих гамет (яйцеклітини). Різниця в розмірі гамет є принциповою відмінністю між самцями (чоловіками) і самками (жінками). Гетерогамія вперше розвинулася у багатоклітинних гаплоїдний видів, коли була встановлена ​​диференціація різних типів спаровування.

Для еволюції анізогамії було запропоновано дві теорії. Основна увага приділяється теорії конкуренції сперми; інший акцент робиться на взаємодію різних типів спарювання для боротьби з ризиками запліднення. Обидві теорії припускають, що анізогамія виникла через дизруптивного (розриває) відбору, що діє на предковую ізогамний популяцію, і що існує компроміс між великим числом гамет і меншим пристосуванням кожної окремої гамети, оскільки загальний ресурс, який один організм може вкласти в відтворення фіксується.

Теорія конкуренції сперми була першою теорією, що пояснює еволюцію анізогамії, запропоновану Джеффом Паркером. Він припустив, що, оскільки розмір зиготи визначається розмірами обох гамет, то менший розмір гамети, зменшить розмір зиготи не менше ніж на половину. Тому існує велика вигода для зменшення розміру гамета, щоб значно збільшити їх кількість.

Потім безліч дрібніших гамет здатні «паразитувати» на більших для передачі своїх генів, а великі гамети повинні збільшити свої розміри, щоб компенсувати втрату поживних речовин зиготами. Таким чином, конкуренція сперматозоїдів, яка послужила силою відбору для значного збільшення числа гамет, була запропонована як причина диференціації розмірів різних гамет і, в кінцевому рахунку, еволюції сперми і яйцеклітин.

Однак конкуренція існує не тільки серед сперми, але також і серед яйцеклітин. Паркер не дав пояснень, чому саме сперма стала менше, а не яйцеклітини, або що призвело до того, що прото-сперма і прото-яєчники стали нерівними. Фактично, недавня математична модель показує, що конкуренція сперматозоїдів не є ні необхідною, ні достатньою для еволюції анізогамії. Конкуренція сперматозоїдів приводила тільки до того, що сперматозоїди ставали все менше і менше.

Передбачається, що реальною причиною еволюції анізогамії є ризики запліднення. Важливою проблемою для розмноження багатоклітинних організмів є перенесення гамет з місця на місце для запліднення. Однак транспортування має ймовірність відмови і створює ризики запліднення. Коли ризик зростає, гамети одного типу спарювання повинні зменшуватися, щоб збільшити число для подолання цього ризику, а гамети іншого типу спарювання повинні стати більше, щоб компенсувати втрати поживних речовин у зигот.

Таким чином, ризики запліднення і взаємодія різних типів спарювання могли викликати еволюцію анізогамії. Сперма розвивається, щоб збільшити ймовірність запліднення, а яйцеклітина розвиваються, щоб компенсувати втрату поживних речовин. Крім того, сперматозоїди можуть стає ще менше, якщо яйцеклітини стануть більшими, щоб забезпечити поживними речовинами зиготи. Ця взаємодія може служити причиною того, що багато організми мають мікроскопічних сперматозоїдів і надзвичайно великі яйцеклітини.

ПОДІЛИТИСЯ: