- Etapele reproducerii sexuale a ciupercilor
- Plasmogamy
- Karyogamy
- Meioză
- Tipuri de plasmogamie
- Fuziunea gamete
- Copulație gametangială
- Fuziunea gametangiei
- Spermatization
- Somatogamy
- Avantajele și dezavantajele reproducerii sexuale
- Referințe
Plasmogamia este un stadiu al reproducerii sexuale în care fuziunea citoplasme de gârneți sau celule sexuale are loc fără fuziunea nucleelor lor. Plasmogamia este frecventă în ciuperci, fiind prima etapă a reproducerii lor sexuale. Poate apărea și în celulele vegetale și animale care au fost topite și cultivate.
Gametele sunt celule speciale, diferențiate de celelalte celule ale unui organism, datorită morfologiei lor și funcției de reproducere pe care o îndeplinesc. În unele cazuri, procesul plasmogamiei nu se produce între gameți diferențiați, ci între celule somatice nediferențiate (plasmogamie de tip somatogamie).
Figura 1. Diferite etape ale dezvoltării gametangiului feminin (Oogonio) din Saprolegnia sp. (Oomycota). A: oogoniu imatur, B: oogoniu în curs de dezvoltare; C: oogoniu matur, D: ouă. Sursa: Jon Houseman
După o perioadă de creștere intensă, ciupercile intră într-o fază de reproducere, formând și eliberând un număr mare de spori. Sporii sunt în general unicelulari și sunt produși prin fragmentarea miceliului sau în structuri specializate, cum ar fi sporangia, sporoforii sau gametangia, printre altele.
Sporii pot fi produși asexual sau indirect în reproducerea sexuală. Reproducerea sexuală în ciuperci, precum și în alte organisme, implică fuziunea a doi nuclei care conțin informațiile genetice ale fiecărui individ parental. Nucleii se întâlnesc fizic atunci când două celule sexuale sau gameți se unesc.
Etapele reproducerii sexuale a ciupercilor
Reproducerea sexuală poate fi definită ca un mecanism care reînnoiește încărcarea genetică a indivizilor unei specii biologice. Este o sursă importantă de variabilitate genetică, care permite o capacitate mai mare de adaptare la noile condiții de mediu.
Procesul de reproducere sexuală a ciupercilor are caracteristici unice și particulare ale acestui regat.
În alte organisme eucariote (cu nuclee și organele închise cu membrane), cum ar fi plante, animale și protiști (eucariote foarte simple, fără țesuturi diferențiate), diviziunea celulară implică dizolvarea și reconstrucția membranei nucleare.
La ciuperci, membrana nucleară rămâne intactă pe parcursul întregului proces; în unele specii, care fac excepție, membrana nucleară se rupe, dar doar parțial.
Reproducerea sexuală a ciupercilor are loc în trei etape: plasmogamie, cariogamie și meioză. Durata fiecărui eveniment sau etapă a reproducerii sexuale variază, iar intervalele dintre aceste evenimente sunt de asemenea variabile, în funcție de tipul de organism.
La ciuperci primitive, mai puțin evoluate, cariogamia apare aproape imediat după plasmogamie. În schimb, la ciupercile mai mari, mai evoluate, există un interval între ambele etape.
Plasmogamy
Plasmogamia sau fuziunea celulară este prima etapă a reproducerii sexuale la ciuperci, în care se contopesc doi gameți care sunt diferite celule haploide din punct de vedere genetic, rezultând o celulă cu doi nuclei haploizi. În plasmogamie se unesc doar citoplasmele celor doi gameți haploizi parentali.
Celulele haploide conțin un singur set de cromozomi și sunt reprezentate ca: n. Celulele diploide au două seturi de cromozomi; sunt simbolizate ca: 2n.
Karyogamy
În următoarea etapă, numită cariogamie, se produce fuziunea sau unirea celor doi nuclei haploizi ai gameților parentali, dând naștere unei celule cu un nucleu diploid.
Odată cu fuziunea nucleelor, se produce o nouă celulă numită zigot. Nucleul acestui zigot conține un număr dublat de cromozomi (adică este diploid sau 2n).
Meioză
Meioza este ultima etapă a reproducerii sexuale, unde numărul de cromozomi este din nou redus cu jumătate. În meioză, o celulă diploidă (2n) produce patru celule haploide (n).
În meioză, apar și procese de recombinare a cromozomilor care garantează că compoziția genetică (sau încărcarea genetică) a noilor celule este diferită de cea a gameților precursori ai întregului proces.
Tipuri de plasmogamie
Ciupercile folosesc o varietate de metode pentru a uni două nuclee haploide de celule compatibile, adică pentru ca plasmogamia să apară.
Plasmogamia apare mai frecvent în celulele care nu diferă în ceea ce privește morfologia și în acest caz se numește izogamie. Când celulele care își fuzionează citoplasmele au dimensiuni diferite, plasmogamia se numește anisogamie.
Există 5 tipuri principale de plasmogamie care sunt următoarele: fuziunea în gamete, copulația gametangială, fuziunea gametangială, spermatizarea și somatogamia. Aceste tipuri de plasmogamie sunt descrise mai jos.
Fuziunea gamete
Unii ciuperci produc celule sexuale specializate (gameți) care sunt eliberați de organele sexuale numite gametangia, așa cum am văzut anterior.
Fuziunea gameților unicelulari are loc în cazul în care ambii sau cel puțin unul dintre ei este mobil. Mobilitatea sporilor depinde de faptul că aceștia au flageli care le permit să se propulseze să înoate, caz în care se numesc zoospoare. În general, cei doi gameți care fuzionează au aceeași dimensiune și se numesc zoospoare izogamice.
Poate fi ocazional cazul în care un gamet este mai mare decât celălalt (gameți anisogamici). În genul Monoblepharis al phylla Chytridiomycota, gametii masculi motili sunt eliberați din gametangiul masculin sau antheridiu.
Mai târziu, gametii de sex masculin pătrund într-un gametangiu feminin (numit oogonium) și fertilizează gametii mari și imobili feminini (numiți oosfere).
Copulație gametangială
La alți ciuperci, două gametangii intră în contact, iar nucleul trece de la bărbat la gametangiul feminin. În acest caz, gametangia servește ca gameti.
Acest tip de plasmogamie apare în organismele grupului Oomycota, în care gametangia masculină mică (antheridia) produce tuburi de fertilizare care se dezvoltă, se ramifică și apoi se contopește cu gametangiul feminin mai mare (oogonium).
Tuburile de fertilizare permit nucleelor gametilor masculi să treacă printr-un pin penetrant fin și să fuzioneze cu gametii feminini (oosfere).
Figura 2. Forma de apă din grupul Oomycota care crește pe larve moarte. Această mucegai prezintă plasmogamie de tip copulație gametangială. Sursa: TheAlphaWolf
Fuziunea gametangiei
În acest tip de plasmogamie, gametangia fuzionează și își unește nucleele. De exemplu, sporii ciupercilor din grupul Zigomycota sunt identici morfologic, cresc împreună și formează gametangia diferențiată care fuzionează pentru a forma un zigot sau un ou. Acest zigot se transformă ulterior într-un zigosfor cu pereți groși.
Figura 3. Zygosporangiul matur al unei ciuperci din grupul Zigomycota. Sursa: Jon Houseman
Spermatization
Spermatizarea constă în fuziunea celulelor mononucleate (cu un singur nucleu), nemotilă (fără flagel), cu un gametangiu feminin.
Somatogamy
Unele ciuperci mai evoluate nu produc gametangia. În aceste cazuri, hibazele somatice vegetative care formează corpul ciupercii dobândesc funcția sexuală, intră în contact, fuzionează și își schimbă nucleele între ele.
Acest tip de plasmogamie se produce cu fuziunea structurilor vegetative, non-sexuale, cum ar fi celulele de drojdie și de drojdie.
Avantajele și dezavantajele reproducerii sexuale
Reproducerea tipului sexual prezintă unele dezavantaje în comparație cu reproducerea tipului asexual. Aceste dezavantaje includ creșterea cheltuielilor de energie pentru obținerea gameților, reproducerea mai lentă și mai puțini urmași ca urmare.
Pe de altă parte, reproducerea sexuală are avantajul de a produce variații genetice între indivizi. În acest tip de reproducere, încărcătura genetică a descendenților provine din genele celor doi părinți și nu este identică cu cea a niciunui dintre ei.
Cu cât variabilitatea genetică este mai mare într-o populație, cu atât viteza de evoluție este mai mare. Populațiile cu o variabilitate genetică ridicată au mecanisme de răspuns diferite la schimbările din mediul lor, deoarece acestea pot produce indivizi cu capacități de adaptare superioare.
Referințe
- Editori Alexopoulus, CJ, Mims, CW și Blackwell, M. (o mie nouă sute nouăzeci și șase). Micologie introductivă. Ediția a IV-a. New York: John Wiley și Sons.
- Clark, J. și Haskins, EF (2013) .Ciclul reproducător nuclear în mixomicete: o revizuire. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / micosferă / 4/2/6
- Dighton, J. (2016). Procese Ecosistem pentru ciuperci. Ediția a II-a. Boca Raton: CRC Press.
- Kavanah, K. Editor. (2017). Ciuperci: Biologie și aplicații. New York: John Wiley.
- Ashton GD și Dyer PS (2016). Dezvoltarea sexuală în ciuperci și utilizările sale în sistemele de expresie genică. În: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Sisteme de expresie genică în ciuperci: avansări și aplicații. Biologie fungică. Springer.