PLASMOGAMY คืออะไร? - ชีววิทยา

plasmogamiaเป็นขั้นตอนของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศซึ่งในการหลอมรวมของ cytoplasms ของเซลล์สืบพันธุ์หรือเซลล์เพศเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องฟิวชั่นของนิวเคลียสของพวกเขา Plasmogamy พบได้ทั่วไปในเชื้อราซึ่งเป็นขั้นตอนแรกของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในเซลล์พืชและสัตว์ที่ถูกหลอมรวมและเพาะเลี้ยง

Gametes เป็นเซลล์พิเศษที่แตกต่างจากเซลล์อื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากลักษณะทางสัณฐานวิทยาและหน้าที่ในการสืบพันธุ์ ในบางกรณีกระบวนการของ plasmogamy ไม่ได้เกิดขึ้นระหว่าง gametes ที่แตกต่างกัน แต่อยู่ระหว่างเซลล์ร่างกายที่ไม่แตกต่างกัน (plasmogamy ชนิด somatogamy)

รูปที่ 1. ขั้นตอนต่าง ๆ ของการพัฒนา gametangium เพศเมีย (Oogonio) ของ Saprolegnia sp. (Oomycota). A: oogonium ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ, B: การพัฒนา oogonium; C: อูโกเนียมที่โตเต็มที่ D: ไข่ ที่มา: Jon Houseman

หลังจากช่วงเวลาของการเจริญเติบโตอย่างเข้มข้นเชื้อราจะเข้าสู่ระยะการสืบพันธุ์สร้างและปล่อยสปอร์จำนวนมาก โดยทั่วไปสปอร์จะเป็นเซลล์เดียวและเกิดจากการแตกตัวของไมซีเลียมหรือภายในโครงสร้างเฉพาะเช่นสปอรังเกียสปอโรฟอเรสหรือเซลล์สืบพันธุ์เป็นต้น

สปอร์สามารถสร้างได้ทั้งทางเพศหรือทางอ้อมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในเชื้อราเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับการหลอมรวมของนิวเคลียสสองอันที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละคน นิวเคลียสพบกันทางกายภาพเมื่อเซลล์เพศหรือเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์รวมกัน

ขั้นตอนของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของเชื้อรา

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศสามารถกำหนดได้ว่าเป็นกลไกที่ต่ออายุภาระทางพันธุกรรมของบุคคลในสายพันธุ์ทางชีววิทยาอย่างต่อเนื่อง เป็นแหล่งสำคัญของความแปรปรวนทางพันธุกรรมซึ่งช่วยให้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ได้มากขึ้น

กระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของเชื้อรามีลักษณะเฉพาะและลักษณะเฉพาะของอาณาจักรนี้

ในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตอื่น ๆ (ที่มีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ที่ปิดล้อมด้วยเมมเบรน) เช่นพืชสัตว์และโพรทิสต์ (ยูคาริโอตที่เรียบง่ายมากโดยไม่มีเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน) การแบ่งเซลล์เกี่ยวข้องกับการสลายตัวและการสร้างเมมเบรนนิวเคลียร์ใหม่

ในเชื้อราเมมเบรนนิวเคลียร์ยังคงเหมือนเดิมตลอดทั้งกระบวนการ ในบางชนิดซึ่งเป็นข้อยกเว้นเยื่อหุ้มนิวเคลียร์แตก แต่เพียงบางส่วน

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของเชื้อราเกิดขึ้นใน 3 ขั้นตอน ได้แก่ พลาสโมกามีคาริโอกามีและไมโอซิส ระยะเวลาของแต่ละเหตุการณ์หรือขั้นตอนของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะแตกต่างกันไปและช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์เหล่านี้ก็แปรผันตามประเภทของสิ่งมีชีวิต

ในเชื้อราดั้งเดิมที่มีการพัฒนาน้อย karyogamy เกิดขึ้นเกือบจะทันทีหลังจากพลาสโมกามี ในทางตรงกันข้ามในเชื้อราที่มีวิวัฒนาการสูงและสูงกว่าจะมีช่วงเวลาระหว่างทั้งสองขั้นตอน

พลาสโมกามี

พลาสโมกามีหรือการหลอมรวมเซลล์เป็นขั้นตอนแรกของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในเชื้อราโดยที่เซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์ที่เป็นเซลล์เดี่ยวที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมจะหลอมรวมกันทำให้เซลล์ที่มีนิวเคลียสสองนิวเคลียส ในพลาสโมกามีเฉพาะไซโทพลาสของ gametes haploid ของผู้ปกครองทั้งสองรวมกัน

เซลล์แฮพลอยด์ประกอบด้วยโครโมโซมชุดเดียวและแสดงเป็น: n เซลล์ Diploid มีโครโมโซมสองชุด มีสัญลักษณ์เป็น: 2n.

คาริโอกามี

ในขั้นต่อไปเรียกว่า karyogamy การหลอมรวมหรือการรวมกันของนิวเคลียสเดี่ยวสองนิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์จะเกิดขึ้นทำให้เกิดเซลล์ที่มีนิวเคลียสไดพลอยด์

ด้วยการหลอมรวมของนิวเคลียสทำให้เกิดเซลล์ใหม่ที่เรียกว่าไซโกต นิวเคลียสของไซโกตนี้มีโครโมโซมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (กล่าวคือเป็นดิพลอยด์หรือ 2n)

ไมโอซิส

ไมโอซิสเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศซึ่งจำนวนโครโมโซมจะลดลงครึ่งหนึ่งอีกครั้ง ในไมโอซิสหนึ่งเซลล์ซ้ำ (2n) สร้างเซลล์เดี่ยวสี่เซลล์ (n)

ในไมโอซิสกระบวนการรวมตัวกันของโครโมโซมยังเกิดขึ้นเพื่อรับประกันว่าองค์ประกอบทางพันธุกรรม (หรือภาระทางพันธุกรรม) ของเซลล์ใหม่นั้นแตกต่างจาก gametes ที่เป็นสารตั้งต้นของกระบวนการทั้งหมด

ประเภทของพลาสโมกามี

เชื้อราใช้วิธีการหลายวิธีในการรวมนิวเคลียสเดี่ยวสองเซลล์ของเซลล์ที่เข้ากันได้นั่นคือเพื่อให้พลาสโมกามีเกิดขึ้น

Plasmogamy เกิดขึ้นบ่อยในเซลล์ที่ไม่มีสัณฐานวิทยาแตกต่างกันและในกรณีนี้เรียกว่า isogamy เมื่อเซลล์ที่หลอมรวมไซโทพลาสมีขนาดต่างกัน plasmogamy เรียกว่า anisogamy

พลาสโมกามี 5 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ ฟิวชั่น gamete, gametangial copulation, gametangial fusion, spermatization และ somatogamy Plasmogamy ประเภทนี้มีการอธิบายไว้ด้านล่าง

ฟิวชั่น Gamete

เชื้อราบางชนิดสร้างเซลล์เพศเฉพาะ (gametes) ที่ปล่อยออกมาจากอวัยวะเพศที่เรียกว่า gametangia ดังที่เราเห็นก่อนหน้านี้

การหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์เซลล์เดียวเกิดขึ้นในกรณีที่ทั้งสองหรืออย่างน้อยหนึ่งในนั้นเป็นแบบเคลื่อนที่ ความคล่องตัวของสปอร์ขึ้นอยู่กับการมีแฟลกเจลลาที่ทำให้พวกมันสามารถขับเคลื่อนตัวเองว่ายน้ำได้ซึ่งในกรณีนี้พวกมันเรียกว่าโซสปอร์ โดยทั่วไป gametes สองตัวที่ฟิวส์มีขนาดเท่ากันและเรียกว่า isogamic zoospores

ในบางครั้งอาจเป็นกรณีที่เกมเมตตัวหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกตัวหนึ่ง (เกมอะนิโซกามิก) ในสกุล Monoblepharis ของ phylla Chytridiomycota เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ที่เคลื่อนที่ได้จะถูกปล่อยออกจาก gametangium หรือ antheridium ของตัวผู้

ต่อมา gametes ตัวผู้เจาะ gametangium ตัวเมีย (เรียกว่า oogonium) และผสมพันธุ์กับ gametes ตัวเมียขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ (เรียกว่า oospheres)

การสังวาสแบบ Gametangial

ในเชื้อราอื่น ๆ gametangia สองตัวจะเข้ามาสัมผัสและนิวเคลียสจะผ่านจากตัวผู้ไปยัง gametangium ของตัวเมีย ในกรณีนี้ gametangia ทำหน้าที่เป็น gametes

พลาสโมกามีชนิดนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตในกลุ่ม Oomycota ซึ่ง gametangia (แอนเทอริเดีย) ตัวผู้ตัวเล็กจะสร้างท่อปฏิสนธิที่เจริญเติบโตแตกแขนงแล้วหลอมรวมกับ gametangium เพศเมียที่มีขนาดใหญ่กว่า (oogonium)

ท่อปฏิสนธิช่วยให้นิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ผ่านพินที่เจาะได้ดีและหลอมรวมกับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย (oospheres)

รูปที่ 2. ราน้ำกลุ่ม Oomycota เติบโตบนตัวอ่อนที่ตายแล้ว แม่พิมพ์นี้จัดแสดงพลาสโมกามีชนิดมีเพศสัมพันธ์แบบ gametangial ที่มา: TheAlphaWolf

การผสมผสานของ gametangia

ในพลาสโมกามีประเภทนี้ gametangia จะหลอมรวมนิวเคลียสเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่นสปอร์ของเชื้อราในกลุ่ม Zigomycota มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาเหมือนกันเติบโตร่วมกันและสร้าง gametangia ที่แตกต่างกันซึ่งหลอมรวมกันเป็นไซโกตหรือไข่ ไซโกตนี้เปลี่ยนเป็นไซโกสปอร์ที่มีผนังหนาในเวลาต่อมา

รูปที่ 3 zygosporangium ที่เป็นผู้ใหญ่ของเชื้อรากลุ่ม Zigomycota ที่มา: Jon Houseman

Spermatization

Spermatization ประกอบด้วยการหลอมรวมของเซลล์ mononucleated (มีนิวเคลียสเดียว) nonmotile (ไม่มี flagellum) กับ gametangium ตัวเมีย

โซมาโตกามี

เชื้อราที่พัฒนาแล้วบางชนิดไม่ก่อให้เกิด gametangia ในกรณีเหล่านี้ hyphae ร่างกายของพืชที่สร้างร่างกายของเชื้อราจะได้รับสมรรถภาพทางเพศสัมผัสหลอมรวมและแลกเปลี่ยนนิวเคลียสของพวกมันซึ่งกันและกัน

พลาสโมกามีประเภทนี้เกิดขึ้นกับการหลอมรวมของโครงสร้างที่เป็นพืชและไม่ใช่ทางเพศเช่นเซลล์ hyphae และยีสต์

ข้อดีและข้อเสียของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์ของประเภทมีเพศสัมพันธ์มีข้อเสียบางประการเมื่อเทียบกับการสืบพันธุ์ของประเภทไม่มีเพศสัมพันธ์ ข้อเสียเหล่านี้รวมถึงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่เพิ่มขึ้นในการหา gametes เพื่อตอบสนองการสืบพันธุ์ช้าลงและผลที่ตามมา

ในทางกลับกันการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีข้อดีในการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมระหว่างบุคคล ในการสืบพันธุ์ประเภทนี้ภาระทางพันธุกรรมของลูกหลานมาจากยีนของพ่อแม่ทั้งสองและไม่เหมือนกับของทั้งสองคน

ยิ่งประชากรมีความแปรปรวนทางพันธุกรรมมากเท่าใดความเร็วในการวิวัฒนาการก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ประชากรที่มีความแปรปรวนทางพันธุกรรมสูงมีกลไกการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันเนื่องจากสิ่งเหล่านี้สามารถผลิตบุคคลที่มีความสามารถในการปรับตัวที่เหนือกว่า

อ้างอิง

Alexopoulus, CJ, Mims, CW และ Blackwell, M. (สิบเก้าสิบหก) วิทยาเบื้องต้น. พิมพ์ครั้งที่ 4. นิวยอร์ก: John Wiley and Sons
Clark, J. และ Haskins, EF (2013) วงจรการสืบพันธุ์นิวเคลียร์ใน myxomycetes: บทวิจารณ์ ไมโคสเฟียร์. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
Dighton, J. (2016). กระบวนการในระบบนิเวศของเชื้อรา พิมพ์ครั้งที่ 2. โบกาเรตัน: CRC Press
Kavanah, K. บรรณาธิการ (2017) เชื้อรา: ชีววิทยาและการประยุกต์ใช้ นิวยอร์ก: John Wiley
Ashton GD และ Dyer PS (2016) พัฒนาการทางเพศในเชื้อราและการใช้ประโยชน์ในระบบการแสดงออกของยีน ใน: Schmoll M. , Dattenböck C. (eds) Gene Expression Systems in Fungi: Advancements and Applications. ชีววิทยาของเชื้อรา. สปริงเกอร์.

PLASMOGAMY คืออะไร? - ชีววิทยา - 2025