VAD ÄR PLASMOGAMY? - BIOLOGI - 2025

Den plasmogamia är ett stadium av sexuell reproduktion i vilket fusionen av de cytoplasma av könsceller eller könsceller sker utan fusion av sina kärnor. Plasmogamy är vanligt hos svampar, eftersom det är det första stadiet av deras sexuella reproduktion. Det kan också förekomma i växt- och djurceller som har smält och odlats.

Gamet är speciella celler som skiljer sig från de andra cellerna i en organisme på grund av deras morfologi och den reproduktiva funktionen de uppfyller. I vissa fall inträffar processen med plasmogami inte mellan differentierade gameter utan mellan odifferentierade somatiska celler (somatogami-typ plasmogamy).

Figur 1. Olika utvecklingsstadier av kvinnligt gametangium (Oogonio) i Saprolegnia sp. (Oomycota). A: omogna oogonium, B: utveckla oogonium; C: moget oogonium, D: ägg. Källa: Jon Houseman

Efter en period med intensiv tillväxt går svamparna in i en reproduktionsfas och bildar och frigör ett stort antal sporer. Sporerna är i allmänhet encelliga och produceras genom fragmentering av myceliet eller inom specialiserade strukturer såsom sporangia, sporophores eller gametangia, bland andra.

Sporerna kan produceras asexuellt eller indirekt vid sexuell reproduktion. Sexuell reproduktion i svampar såväl som i andra organismer innebär fusion av två kärnor som innehåller den genetiska informationen för varje föräldraindivid. Kärnor möts fysiskt när två könsceller eller gameter förenas.

Stadier av sexuell reproduktion av svampar

Sexuell reproduktion kan definieras som en mekanism som ständigt förnyar den genetiska belastningen hos individerna av en biologisk art. Det är en viktig källa till genetisk variation, vilket ger en större kapacitet att anpassa sig till nya miljöförhållanden.

Processen för sexuell reproduktion av svampar har unika och speciella egenskaper hos detta rike.

I andra eukaryota organismer (med kärnor och organeller inneslutna med membran), såsom växter, djur och protister (mycket enkla eukaryoter, utan differentierade vävnader), involverar celldelning upplösning och rekonstruktion av kärnmembranet.

I svampar förblir kärnmembranet intakt under hela processen; i vissa arter, vilket är undantaget, bryts kärnmembranet men bara delvis.

Den sexuella reproduktionen av svampar sker i tre stadier: plasmogamy, karyogamy och meios. Varaktigheten för varje händelse eller stadium av sexuell reproduktion varierar och intervall mellan dessa händelser är också varierande, beroende på organisktyp.

I primitiva, mindre utvecklade svampar inträffar karyogamy nästan omedelbart efter plasmogamy. Däremot, i högre, mer utvecklade svampar, finns det ett intervall mellan båda stadierna.

Plasmogamy

Plasmogamy eller cellfusion är det första stadiet av sexuell reproduktion i svampar, där två gameter som är genetiskt olika haploida celler smälter samman, vilket resulterar i en cell med två haploida kärnor. Vid plasmogami förenas endast cytoplasmerna från de två föräldra haploida gameterna.

Haploidceller innehåller en enda uppsättning kromosomer och representeras som: n. Diploidceller har två uppsättningar kromosomer; är symboliserade som: 2n.

karyogamy

I nästa steg, kallad karyogamy, inträffar fusionen eller sammanslagningen av de två haploida kärnorna i föräldrakameterna, vilket ger upphov till en cell med en diploid kärna.

Med fusionen av kärnorna produceras en ny cell som kallas en zygote. Kärnan i denna zygot innehåller ett fördubblat antal kromosomer (dvs. det är diploid eller 2n).

meios

Meios är det sista stadiet av sexuell reproduktion, där antalet kromosomer minskas med hälften igen. Vid meios, producerar en diploid cell (2n) fyra haploida celler (n).

Vid meiose förekommer också kromosomrekombineringsprocesser som garanterar att den nya cellens genetiska sammansättning (eller genetiska belastning) skiljer sig från den för föregångsgamet för hela processen.

Typer av plasmogamy

Svampar använder en mängd olika metoder för att förena två haploida kärnor av kompatibla celler, det vill säga för att plasmogamy ska uppstå.

Plasmogamy förekommer oftare i celler som inte skiljer sig åt i morfologi och i detta fall kallas det isogamy. När cellerna som smälter samman deras cytoplasmer har olika storlek kallas plasmogami anisogamy.

Det finns 5 huvudtyper av plasmogamy som är följande: gamete fusion, gametangial copulation, gametangial fusion, spermatization and somatogamy. Dessa typer av plasmogami beskrivs nedan.

Gamete fusion

Vissa svampar producerar specialiserade könsceller (gameter) som frigörs från könsorgan som kallas gametangia, som vi såg tidigare.

Fusionen av encelliga gameter sker i det fall att båda eller åtminstone en av dem är mobil. Sporernas rörlighet beror på att de har flageller som tillåter dem att driva sig att simma, i vilket fall kallas de zoosporer. I allmänhet är de två gameterna som säkrar samma storlek och kallas isogamiska zoosporer.

Det kan ibland vara fallet att det ena gamet är större än det andra (anisogamiska gameter). I släkten Monoblepharis från phylla Chytridiomycota släpps de rörliga manliga gameterna från manliga gametangium eller antheridium.

Senare penetrerar de manliga gameterna en kvinnlig gametangium (kallas ett oogonium) och befruktar de stora, orörliga kvinnliga gameterna (kallas oosfärer).

Gametangial kopulation

I andra svampar kommer två gametangia i kontakt och kärnan passerar från hanen till kvinnlig gametangium. I detta fall fungerar gametangia som gameter.

Denna typ av plasmogamy förekommer i organismer från Oomycota-gruppen, där den lilla manliga gametangia (antheridia) producerar befruktningsrör som växer, grenar och sedan smälter samman med det större kvinnliga gametangiumet (oogonium).

Gödslingsrör tillåter kärnorna i de manliga gameterna att passera genom en fin penetrerande stift och säkring med de kvinnliga gameterna (oosfärer).

Bild 2. Vattenform av Oomycota-grupp som växer på döda larver. Denna form uppvisar plasmogamy av gametangial kopulationstyp. Källa: TheAlphaWolf

Fusion av gametangia

I denna typ av plasmogami smälter gametangia samman och förenar deras kärnor. Till exempel är sporerna av svamparna i Zigomycota-gruppen morfologiskt identiska, växer samman och bildar differentierade gametangia som smälter samman till en zygot eller ett ägg. Denna zygot förvandlas senare till en tjockväggig zygospor.

Figur 3. Moget zygosporangium av en svamp i Zigomycota-gruppen. Källa: Jon Houseman

Spermatization

Spermatisering består av fusionen av mononuklearaerade celler (med en enda kärna), icke-motil (utan flagellum), med en kvinnlig gametangium.

Somatogamy

Några mer utvecklade svampar producerar inte gametangia. I dessa fall får de vegetativa somatiska hyfer som bildar svampens kropp sexuell funktion, kommer i kontakt, smälter samman och utbyter sina kärnor med varandra.

Denna typ av plasmogamy inträffar med fusion av vegetativa, icke-sexuella strukturer, såsom hyfer och jästceller.

Fördelar och nackdelar med sexuell reproduktion

Reproduktion av den sexuella typen har vissa nackdelar jämfört med reproduktion av den asexuella typen. Dessa nackdelar inkluderar ökade energiförbrukningar för att få gamet att möta, långsammare reproduktion och färre avkommor till följd.

Å andra sidan har sexuell reproduktion fördelen att producera genetisk variation mellan individer. Vid denna typ av reproduktion kommer den genetiska belastningen på efterkommarna från generna hos de två föräldrarna och är inte identisk med den för någon av dem.

Ju större den genetiska variationen i en population är, desto större är dess utvecklingshastighet. Befolkningar med hög genetisk variation har olika svarmekanismer på förändringar i deras miljö, eftersom dessa kan producera individer med överlägsen anpassningsförmåga.

referenser

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW och Blackwell, M. Redaktörer. (nitton nittiosex). Inledande mykologi. 4: e upplagan. New York: John Wiley and Sons.
2. Clark, J. och Haskins, EF (2013). Kärnproduktionscykeln i myxomyceterna: en översyn. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Svamp ekosystemprocesser. 2: a upplagan. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Redaktör. (2017). Svampar: Biologi och applikationer. New York: John Wiley.
5. Ashton GD och Dyer PS (2016). Sexuell utveckling i svampar och dess användning i genuttryckssystem. I: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Genuttryckssystem i svampar: Framsteg och applikationer. Svampbiologi. Springer.