Изогамия

Что такое изогамия, как она эволюционирует и почему не может быть у людей. Размножение идентичных клеток без дифференциации гамет. Типы изогамии.

Изогамия

Изогамия – это примитивный способ живых организмов размножаться, когда две идентичные половые клетки сливаются воедино без возможности определить женскую и мужскую гамету. Клеточки имеют половинчатый набор хромосом, который получается в ходе мейоза, свойственного растениям и животным. В статье мы расскажем об изогамии подробно и выясним, наблюдается ли она у людей.

Что такое изогамия?

Изогамией называется способ размножения, часто встречающийся у водорослей и примитивных животных существ. Изогамия становится гарантией обмена генетическим материалом и разнообразия особей внутри вида.

Половое размножение предполагает слияние гамет с похожей морфологией – их размер и форма почти идентичны. Так как обе гаметы схожи, их нельзя разделить на условно мужские и женские. Однако они различимы по типу спаривания, который обозначается плюсом или минусом. В любом случае, оплодотворение считается успешным, если в ходе слияния гамет образуется зигота.

Изогамия
Изогамия

Роль изогамии в эволюции

Судя по всему, изогамия стала начальным этапом полового размножения. В ходе эволюции некоторых животных и представителей флоры (например, у грибов Ascomycota) такой способ размножаться развился в анизогамию (когда есть гаметы мужского и женского вида) и в оогамию (гамета-«самка» крупнее мужской гаметы и неподвижна). Это произошло скорей всего из-за физических ограничений для спаривания при половом размножении.

Типы изогамии

  1. Когда клетки подвижны

Есть три разновидности изогамии. Две зародышевые клетки могут являться жгутиконосцами, и потому подвижные. Этот тип можно наблюдать у водорослей, к примеру, Chlamydomonas.

  1. Когда репродуктивные клетки не двигаются

Второй тип спаривания осуществляется без движения гамет. В качестве примера можно привести дрожжи. Типы спаривания дрожжей стандартно обозначены буквами «а» и «альфа» вместо знаков «плюс» и «минус».

  1. Путем конъюгации

Иная, осложненная форма – конъюгация. Обмен генетическим материалом происходит через мостик цитоплазмы, как у бактерий, но с участием репродукции.

Этот тип размножения отмечается у нескольких видов зеленых водорослей. У Спирогира клетки вырастают нитями, и когда нитки разных «полов» притягиваются, клетки создают между ними конъюгационные трубочки. Когда трубки сформированы, протопласт одной клеточки переходит во вторую с целью слиться и образовать зиготу.

Аутогамные инфузории размножаются самооплодотворением либо перемещением ядер между клетками, но без создания зиготы.

Во множестве случаев изогамное оплодотворение свойственно тем организмам, которые способны размножаться неполовым путем, а посредством бинарного деления, почкования или бесполых спор. Трансформация в режим полового оплодотворения происходит из-за неблагоприятных изменений в среде обитания. Образовавшиеся зиготы имеют толстые стенки, чтобы выдержать тяжелые условия и начать развиваться, когда они снова будут оптимальными.

Конъюгация
Конъюгация

Встречается ли изогамия у людей?

В результате изогамии могут появляться однополые организмы, имеющие в кариотипе хромосомы исключительно подтипа Х. У живых клеток именно Х считаются эволюционно более старыми. Высшие растения и абсолютно все животные не могут использовать изогамию для продолжения рода: у зверей, высших растений и людей она сменяется оогамией, когда женские и мужские нуклеопротеидные структуры дифференцированы, и в результате появляется особь с ХУ-хромосомами (мужской пол) и с ХХ-хромосомами (женский пол).

Наблюдение за растениями помогает разобраться, почему пол малыша в момент зачатия определяют именно сперматозоиды, а не яйцеклетка. Женская репродуктивная клетка в процессе созревания, деления и выхода в полость для оплодотворения способна получать только две хромосомы Х от матери, тогда как сперматозоид во время деления может взять от организма отца как Х, так и У-хромосому.

Следовательно, если соединятся две Х, получится девочка, а если Х и У – мальчик.

У людей изогамии не бывает – это попросту невозможно. В человеческих клетках при адекватном генотипе могут быть только две одинаковые хромосомы – у женского пола, и две разные – у мужского. Таким образом, процесс деления клеток в теле сопровождается митозом (это деление, когда получается клетка с одинаковым количеством хромосом) и мейозом (происходит редукция количества хромосом, когда половина оказывается Х или У).