在同配生殖是一种植物的生殖系统,其中配子形态相似。形状和大小相似,无法区分男性和女性性细胞。这种生殖系统被认为是祖先的。它发生在藻类,真菌和原生动物的不同组中。
参与同性配偶的配子可以移动(有纤毛),也可以不移动。通过结合发生相同的结合。未分化的性细胞融合并交换遗传物质。
同性。由M. Piepenbring通过Wikimedia Commons修改
同构可以是同型或异型的。当融合发生在具有相同基因组的配子之间时,它是纯合子的。在杂异配体中,配子具有不同的遗传组成。
特点
资料来源:M. Piepenbring
同性生殖通过结合发生。在这种情况下,一个单元格的内容移动到另一个,并发生融合。
涉及carigamy(细胞核融合)和plasmogamy(细胞质融合)的过程。体细胞分化为性细胞可能与环境条件有关。与同一物种的其他个体的相互作用也可能会产生影响。
分化发生后,配子必须找到并识别其他性细胞。在发生同性配偶的群体中,配子的识别和融合以不同的方式发生。
性细胞可以鞭毛或不能移动。在某些情况下,它们很大,例如某些绿藻。
种类
与配子的遗传组成有关的同性同性有两种类型。
同态同性
个体的配子与相同克隆组的另一个配子结合。在这种情况下,认为发生了自体受精。
所有核具有相同的基因型,并且与不同的基因型没有相互作用。体细胞直接分化为性细胞。
配子在克隆种群中形成,随后发生融合形成合子。
异质同性
配子是在不同的个体中产生的,这些个体具有不同的基因组成。
配子必须具有遗传相容性才能发生融合。通常形成两种类型的配子。彼此兼容的“正”和“负”。
一种类型的配子缠结细胞(产生配子)与另一种类型的成对配对。这些通过化学通讯被识别,在某些情况下涉及信息素的产生。
等距配子的生物
在单细胞生物中,同性配偶的状况似乎占主导地位,而对于多细胞真核生物,异性配偶几乎是普遍的。在大多数单细胞生物的真核生物谱系中,配子的大小相等,因此我们无法区分雄性和雌性。
模型生物
在真核生物中,有相当数量的带有等规配子的物种。但是,我们只会提及在生物学文献中经常出现的属-尽管还有很多。
Dictyostelium discoideum物种的著名社会变形虫,我们用来制作食品酿酒酵母的普通酵母菌以及引起昏睡病的锥虫原生动物寄生虫都是配子相同的生物的例子。
在绿藻中,同性婚姻是一种普遍现象。实际上,这些生物中有两种同性配偶。
有些物种会产生带有眼点代表的光战术系统的相对中等大小的配子。其他物种具有相同的配子,但比前一种情况小得多。而且,它们没有眼点。
规则例外
但是,不可能进行这样的彻底观察,将等规配子限于单细胞谱系,而等规配子则限于多细胞生物。
实际上,植物呈现出该规则的一些例外,因为殖民地绿藻属(例如潘多利纳,Volvulina和Yamagishiella)呈现出同性配偶的状况。
在相反的方向上也有例外,因为存在单细胞生物,例如呈现不同配子的Bryopsidales阶绿藻。
藻类的同卵
在藻类中,已经观察到两种与同性配偶相关的性细胞的存在。
在某些组中,配子中等大小并且具有趋光性机制。有一个被光刺激的眼斑。
它们通常与叶绿体的存在以及积累储备物质的能力有关。在其他情况下,配子很小,没有眼点。
等配藻类中的有性生殖以不同的方式发生。
衣藻
它是一组单细胞绿藻,带有两个鞭毛。它表现出杂配异性。同态同性可能发生在某些物种中。
当氮条件在培养基中增加时,单倍体营养细胞分化为性细胞。配子有两种,具有不同的遗传补体。
配子产生凝集素(粘附分子),可促进鞭毛的附着。融合后,两个配子提供了胚胎发育所需的遗传信息。
梭菌属
这些藻类属于炭藻类。它们是单细胞的。他们表现出同型和异型同配。
配子不能移动。在这种情况下,当性细胞起源时,会形成共轭乳头。通过破坏细胞壁释放细胞质。
后来,两种配子的原生质融合,并形成合子。不同遗传类型之间的化学吸引力被认为发生在杂异配体中。
褐藻
它们是多细胞生物,具鞭毛等配子。其他群体通过异性恋或卵性繁殖。
配子在形态上相同,但是行为不同。在某些物种中,雌性释放出吸引雄性的信息素。
在其他情况下,一种配子会在短时间内移动。然后,摄入鞭毛并释放信息素。另一种类型运动时间更长,并且具有信息素信号的受体。
真菌同性
发生同型和异型两种同构。在大多数情况下,配子的识别与信息素的产生有关。
酵母
在几个单细胞组中,例如酿酒酵母,配子响应于培养基组成的变化而分化。在某些条件下,例如低氮水平,体细胞被减数分裂分裂。
具有不同遗传组成的配子可被信息素信号识别。细胞形成向信息素来源的投射并加入其顶点。两种配子的细胞核迁移直至融合并形成二倍体细胞(合子)。
丝状真菌
它们是多细胞生物。他们主要介绍异硫氰酸盐体系。在性发育过程中,它们形成供体(男性)和接受性(女性)结构。
细胞融合可以发生在菌丝和更专门的细胞之间或两个菌丝之间。供体核(男性)进入菌丝会刺激子实体的发育。
原子核不会立即融合。子实体形成具有不同遗传组成的核的双核结构。随后,核融合并通过减数分裂分裂。
原生动物的同性
等鞭毛发生在鞭毛单细胞群中。这些纤毛生物在质膜特定区域的配子之间建立细胞质连接。
纤毛基团具有两个核,一个大核和一个微核。大核是体细胞形式。二倍体微核被减数分裂分裂并形成配子。
单倍体核通过细胞质桥交换。随后,恢复每个细胞的细胞质,使其恢复自主性。这个过程在真核生物中是独特的。
在Euplotes中,会产生每种遗传类型的特定信息素。当细胞检测到不同基因组成的信息素时,它们就会停止体细胞生长。
对于Dileptus物种,识别分子出现在细胞表面。相容的配子由纤毛中的粘附蛋白结合。
在草履虫中,识别物质是在兼容配子之间产生的。这些物质促进性细胞的结合以及它们的粘附和随后的融合。
生态和进化的后果
对称的父母投资
在进化生物学中,当我们谈论复杂的生物(例如哺乳动物)时,讨论最多的主题之一就是父母的投资。这个概念是由著名的生物学家罗纳德·费舍尔爵士在他的《自然选择的遗传学理论》一书中提出的,涉及父母为年轻人的福利所付出的费用。
配子中的平等意味着父母的投资对于参与生殖活动的两种生物都是对称的。
与异性配偶系统不同,在异性配偶系统中,父母的投资是不对称的,雌配子为合子的发育提供了大多数非遗传资源(营养物等)。随着在配子中表现出二态性的系统的进化,亲代生物也发展出不对称性。
演化
根据我们在现代物种中发现的证据和繁殖方式,将同性配偶视为祖先的状况似乎是合乎逻辑的,它出现在有性生殖的最初阶段。
在诸如植物和动物等多细胞生物的多个世系中,差异繁殖系统已经独立发展,雌性配子大且不动,雄性配子小且具有移到胚珠的能力。
尽管尚不知道从等规状态到等规状态变化的精确轨迹,但已经提出了几种理论。
理论1
其中之一强调了配子的大小和数量之间可能的权衡。根据这一论点,异性恋的起源是在寻找合子的效率和存活时由破坏性选择引起的进化上稳定的策略。
理论2
另一种理论试图解释这种现象,以补偿具有许多具有移动能力(精子)的细胞的固定细胞(卵子)。
理论3
第三种观点解释了异性恋的产生是一种适应性特征,以避免由于细胞器的单亲遗传而引起的核与细胞质之间的冲突。
参考文献
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