CE ESTE ANISOGAMIA SAU HETEROGAMIA? - BIOLOGIE - 2025

Anisogamia sau heterogamy, este unirea a doi gârneți, numite anisogametos, care diferă în mărime și structură. Este termenul opus isogamiei, care este unirea a doi gameți similari, numiți izogameti.

În funcție de tipul de organism, anisogametele au caracteristici diferite. De exemplu, ambele gameți pot fi flagelate, ca în unele alge sau amoeboid, așa cum se întâmplă în unele protozoare.

Sursa: pixabay.com

În oogamie, care este varianta anisogamiei în organismele mai complexe, un gamet mic, mobil, adesea numit spermă sau polen, fertilizează un gamet mult mai mare, imobil, numit ovul.

Apariția anisogamiei

Evoluția organismelor multicelulare diploide a creat condițiile necesare pentru dezvoltarea anisogamiei, despre care se crede că a fost precedată în mod evolutiv de izogamie. Gametele servesc doar pentru reproducerea sexuală. Anisogamia a permis specializări legate de acest tip de reproducere.

Progresia anisogamiei spre forma sa cea mai extremă, adică oogamia, a dus la diferențierea sexului masculin și feminin, cu tot ceea ce presupune din punct de vedere al dimorfismului, selecției și rolurilor sexuale.

Pe măsură ce organismele multicelulare au devenit mai mari, acestea au devenit deseori rare. Obiceiurile sedentare predominau în plante și numeroase grupuri de animale marine. Acest lucru a creat dificultăți pentru întâlnirea gametelor masculine și feminine.

Bărbați specializați în producerea unui număr foarte mare de gameți mici (microgameti) capabili să localizeze și să fertilizeze gameții de sex feminin. Femelele s-au specializat în producerea unui număr mic de gameți mari și imobile (macrogamete), furnizate cu material nutritiv pentru dezvoltarea embrionului.

Competiția spermatozoizilor și selecția sexuală

Excesul de gameți masculi în raport cu femeia inerentă anisogamiei generează o concurență puternică între spermatozoizi sau între polen, ceea ce favorizează selecția, atât în ​​rândul gametelor masculine, cât și la indivizii care le produc, a acelor atribute care favorizează. fertilizare.

Selecția sexuală este procesul care favorizează evoluția însușirilor avantajoase pentru împerecherea și producerea descendenței de către bărbați și femei. Selecția sexuală este responsabilă de existența unor caracteristici care disting sexele. În general, cu cât este mai mare dimorfismul între sexe, cu atât selecția sexuală este mai mare.

La bărbați, selecția sexuală determină faptul că gameții de sex masculin au caracteristici care le crește probabilitatea de fertilizare sau că apar atribute anatomice și comportamentale care favorizează accesul la femei, prin creșterea capacității lor de a le face cu succes sau de a lupta cu alți bărbați pentru ei.

La femei, selecția sexuală determină evoluția atributelor care îi ajută să aleagă bărbații care să le permită să producă urmași de bună calitate genetică sau care posedă teritorii sau să furnizeze resurse nutritive care favorizează reproducerea.

Anisogamie și strategii de reproducere

În multe specii de animale, atunci când caută un partener, femelele sunt selective, în timp ce bărbații nu sunt. Acest lucru se atribuie în principal faptului că femelele produc un număr limitat de ouă, pe care trebuie să le investească bine. În schimb, bărbații produc cantități practic nelimitate de spermă.

La speciile cu îngrijire parentală, problema nu se rezumă doar la ouă „scumpe” și spermatozoizi „ieftine”: femelele tind, de asemenea, să investească mai mult în urmași decât bărbații. Alăptarea mamiferelor, efectuată exclusiv de către femei, este un exemplu în acest sens. De asemenea, femeile își riscă viața pentru cei mici.

Dacă o femelă se împerechează cu un bărbat care poartă gene defecte, iar copiii ei nu ajung la maturitate din cauza acesteia, își pierde efortul de reproducere. În schimb, bărbații se pot împlini cu un număr mare de femele, trecând genele lor generațiilor viitoare, indiferent de eșecul unora dintre urmașii lor.

Dacă bărbații investesc puțin în gameți și în creșterea descendenței lor, pot folosi energia economisită pentru a concura cu alți bărbați și pot încerca să se împerecheze cu cât mai multe femei, maximizând astfel capacitatea lor de reproducere. Acest lucru explică promiscuitatea sexuală masculină la multe specii.

Rafinări reproductive

Masculii din multe specii de rozătoare produc „dopuri copulatorii”. Sperma acestor bărbați se solidifică în interiorul tractului reproducător al femelelor, prevenind copulația de către alți bărbați. Ca o contramăsură, la unele specii, masculii sunt capabili să străpungă dopurile lăsate de alți bărbați.

La speciile la care este obișnuit ca sperma mai multor bărbați să concureze pentru a fertiliza ovulele aceleiași femele, masculii tind să aibă testicule și glande accesorii mai mari, producând astfel spermă mai concentrată și abundentă.

Femelele au evoluat mecanisme sofisticate care facilitează sau împiedică fertilizarea de către sperma diferiților bărbați. Pentru a face acest lucru, se folosesc contracții musculare, curenți ciliari și diverse comportamente. Puii, de exemplu, pot expulza voluntar spermatozoizii din găini de rang slab.

controverse

Charles Darwin a considerat existența gameților drept unul dintre cele mai enigmatice aspecte ale ființelor vii. Un secol și jumătate mai târziu, rațiunea de a fi gametele este încă în dezbatere.

Izogamia este frecventă în organismele unicelulare. În schimb, anisogamia prevalează la plante și animale multicelulare. S-a susținut că dimorfismul ca mărime la nivelul gameților permite creșterea volumului și complexității corpului.

Cele mai acceptate modele pentru a explica anisogamia invocă o selecție perturbatoare: gameții mici ar fi favorizați, deoarece pot fi produși în număr mare; gametii mari ar fi favorizați, deoarece permit o dimensiune mai mare a zigotului, ceea ce ar crește probabilitatea supraviețuirii embrionilor.

Recent, unii autori au pus sub semnul întrebării că anisogamia este un factor important în evoluția rolurilor sexuale. Potrivit acestora, aceste roluri ar fi putut apărea la întâmplare sau ca urmare a diferențelor din istoriile de viață ale bărbaților și femeilor.

Cu toate acestea, actualul consens majoritar actual este că șansa poate să nu fi provocat diferențe de sex consecvente și că diferențele din istoriile de viață ale bărbaților și femeilor sunt rezultatul selecției determinate în cele din urmă de anisogamie.

Referințe

1. Bell, G. 1978. Evoluția anisogamiei. Journal of Theoretical Biology, 73, 247-270.
2. Blute, M. 2013. Evoluția anisogamiei: mai multe întrebări decât răspunsuri. Teoria biologică, 7, 3–9.
3. Da Silva, J. 2018. Evoluția sexelor: un test specific al teoriei de selecție perturbatoare. Ecologie și evoluție, 8, 207-219.
4. Kodric-Brown, A., Brown, JH 1987. Anisogamie, selecție sexuală și evoluția și întreținerea sexului. Ecologie evolutivă, 1, 95-105.
5. Lehtonen, J., Parker, GA 2014. Concurența de gamete, limitarea gametei și evoluția celor două sexe. Reproducerea umană moleculară, 20, 1161–1168.
6. Randerson, JP, Hurst, LD 2002. Un test comparativ al unei teorii pentru evoluția anisogamiei. Proceedings: Biological Sciences, 268, 879–884.
7. Schärer, L., Rowe, L., Arnqvist, G. 2012. Anisogamia, șansa și evoluția rolurilor sexuale. Tendințe în ecologie și evoluție, 2012, 1-5.
8. Togashi, T, Cox, PA, eds. 2011. Evoluția anisogamiei - un fenomen fundamental care stă la baza selecției sexuale. Cambridge University Press, Cambridge.
9. Wedell, N., Gage, MJG, Parker, GA 2002. Concurență de spermă, prudență masculină și femei limitate de spermă. Tendințe în ecologie și evoluție, 17, 313-320.