CO TO JEST ANIZOGAMIA LUB HETEROGAMIA? - BIOLOGIA - 2025

Anisogamia lub heterogamy jest sumą dwóch gamet, zwanych anisogametos, które różnią się pod względem wielkości i struktury. Jest to termin odwrotny do izogamii, która jest połączeniem dwóch podobnych gamet, zwanych izogametami.

W zależności od rodzaju organizmu anizogamety mają różne cechy. Na przykład obie gamety mogą być wiciowate, jak u niektórych glonów lub ameboidalne, jak występuje u niektórych pierwotniaków.

Źródło: pixabay.com

W oogamii, która jest odmianą anizogamii w bardziej złożonych organizmach, mała ruchoma gameta, często nazywana plemnikiem lub pyłkiem, zapładnia znacznie większą, nieruchomą gametę, zwaną komórką jajową.

Pojawienie się anizogamii

Ewolucja diploidalnych organizmów wielokomórkowych stworzyła warunki niezbędne do rozwoju anizogamii, o której uważa się, że była ewolucyjnie poprzedzona izogamią. Gamety służą wyłącznie do rozmnażania płciowego. Anisogamia pozwoliła na specjalizacje związane z tego typu rozmnażaniem.

Postęp anizogamii w kierunku jej najbardziej ekstremalnej formy, czyli oogamii, doprowadził do zróżnicowania płci męskiej i żeńskiej, ze wszystkim, co to implikuje w kategoriach dymorfizmu, selekcji i ról płciowych.

Gdy organizmy wielokomórkowe rosły, często stawały się rzadkie. W roślinach i wielu grupach zwierząt morskich dominował osiadły tryb życia. Stworzyło to trudności w spotkaniu gamet męskich i żeńskich.

Samce specjalizowały się w wytwarzaniu bardzo dużej liczby małych gamet (mikrogamet) zdolnych do lokalizowania i zapładniania gamet żeńskich. Samice specjalizowały się w wytwarzaniu niewielkiej liczby dużych i nieruchomych gamet (makrogamet), zaopatrzonych w materiał odżywczy do rozwoju zarodka.

Konkurencja plemników i dobór płciowy

Nadmiar gamet męskich w stosunku do samicy nieodłącznie związany z anizogamią generuje silną konkurencję między plemnikami lub pyłkami, co sprzyja selekcji, zarówno wśród męskich gamet, jak iu osobników, które je produkują, tych cech, które sprzyjają zapłodnienie.

Dobór płciowy jest procesem, który sprzyja ewolucji korzystnych cech dla kojarzenia się i produkcji potomstwa przez samce i samice. Dobór płciowy jest odpowiedzialny za istnienie cech odróżniających płcie. Generalnie im większy dymorfizm między płciami, tym większy dobór płciowy.

U samców dobór płciowy określa, że ​​męskie gamety mają cechy, które zwiększają prawdopodobieństwo zapłodnienia, lub że cechy anatomiczne i behawioralne sprzyjają dostępowi do samic, zwiększając ich zdolność do skutecznego zabiegania o nich lub walki z innymi samcami o one.

U samic dobór płciowy determinuje ewolucję cech, które pomagają im wybierać samce, które pozwolą im na potomstwo o dobrej jakości genetycznej lub które posiadają terytoria lub zapewniają zasoby żywieniowe sprzyjające rozmnażaniu.

Anizogamia i strategie reprodukcyjne

U wielu gatunków zwierząt samice szukając partnera są wybiórcze, podczas gdy samce nie. Wynika to głównie z faktu, że samice produkują ograniczoną liczbę jaj, które muszą dobrze zainwestować. Natomiast samce wytwarzają praktycznie nieograniczone ilości plemników.

W przypadku gatunków objętych opieką rodzicielską problem nie dotyczy tylko „drogich” jaj i „tanich” plemników: samice częściej inwestują w potomstwo niż samce. Przykładem jest laktacja ssaków, wykonywana wyłącznie przez samice. Kobiety również ryzykują życie dla swoich młodych.

Jeśli samica łączy się z mężczyzną, który ma wadliwe geny, a jej dzieci nie osiągają przez to dojrzałości, traci wysiłek reprodukcyjny. Zamiast tego samce mogą kojarzyć się z dużą liczbą samic, przekazując swoje geny przyszłym pokoleniom, niezależnie od niepowodzenia niektórych z ich potomstwa.

Jeśli samce niewiele inwestują w gamety i wychowywanie potomstwa, mogą wykorzystać zaoszczędzoną energię do konkurowania z innymi samcami i próbować kojarzyć się z jak największą liczbą samic, maksymalizując w ten sposób ich zdolności reprodukcyjne. To wyjaśnia rozwiązłość seksualną mężczyzn u wielu gatunków.

Udoskonalenia reprodukcyjne

Samce wielu gatunków gryzoni wytwarzają „czopy kopulacyjne”. Nasienie tych samców krzepnie w przewodzie rozrodczym samic, zapobiegając kopulacji z innymi samcami. W ramach środków zaradczych u niektórych gatunków samce są w stanie przebić czopy pozostawione przez inne samce.

U gatunków, u których plemniki kilku samców często konkurują o zapłodnienie zalążków tej samej samicy, samce mają zwykle większe jądra i gruczoły dodatkowe, wytwarzając w ten sposób bardziej skoncentrowane i obfite plemniki.

Samice rozwinęły wyrafinowane mechanizmy, które ułatwiają lub zapobiegają zapłodnieniu przez plemniki różnych samców. W tym celu wykorzystują skurcze mięśni, prądy rzęskowe i różne zachowania. Na przykład kurczaki mogą dobrowolnie wydalać nasienie z kogutów niższego szczebla.

Kontrowersje

Charles Darwin uważał istnienie gamet za jeden z najbardziej zagadkowych aspektów życia istot. Półtora wieku później racja bytu gamet jest nadal przedmiotem dyskusji.

Izogamia jest powszechna w organizmach jednokomórkowych. W przeciwieństwie do tego anizogamia dominuje w wielokomórkowych roślinach i zwierzętach. Stwierdzono, że dymorfizm wielkości na poziomie gamet pozwala na zwiększenie objętości i złożoności ciała.

Najbardziej akceptowane modele wyjaśniające anizogamię odwołują się do selekcji destrukcyjnej: preferowane byłyby małe gamety, ponieważ można je wytwarzać w dużych ilościach; preferowane byłyby duże gamety, ponieważ umożliwiają one większy rozmiar zygoty, co zwiększyłoby prawdopodobieństwo przeżycia zarodka.

Ostatnio niektórzy autorzy kwestionowali, że anizogamia jest ważnym czynnikiem w ewolucji ról seksualnych. Według nich role te mogły powstać przypadkowo lub w wyniku różnic w historii życia mężczyzn i kobiet.

Jednak obecny konsensus większości jest taki, że przypadek mógł nie spowodować stałych różnic płciowych, a różnice w historii życia mężczyzn i kobiet są wynikiem selekcji ostatecznie zdeterminowanej przez anizogamię.

Bibliografia

1. Bell, G. 1978. Ewolucja anizogamii. Journal of Theoretical Biology, 73, 247–270.
2. Blute, M. 2013. Ewolucja anizogamii: więcej pytań niż odpowiedzi. Biological Theory, 7, 3–9.
3. Da Silva, J. 2018. Ewolucja płci: swoisty test teorii selekcji destrukcyjnej. Ecology and Evolution, 8, 207–219.
4. Kodric-Brown, A., Brown, JH 1987. Anizogamia, dobór płciowy oraz ewolucja i utrzymanie płci. Evolutionary Ecology, 1, 95–105.
5. Lehtonen, J., Parker, GA 2014. Konkurencja w gamecie, ograniczenie gamet i ewolucja obu płci. Molecular Human Reproduction, 20, 1161–1168.
6. Randerson, JP, Hurst, LD 2002. Test porównawczy teorii ewolucji anizogamii. Proceedings: Biological Sciences, 268, 879–884.
7. Schärer, L., Rowe, L., Arnqvist, G. 2012. Anisogamia, przypadek i ewolucja ról płciowych. Trendy w ekologii i ewolucji, 2012, 1–5.
8. Togashi, T, Cox, PA, wyd. 2011. Ewolucja anizogamii - fundamentalne zjawisko leżące u podstaw doboru płciowego. Cambridge University Press, Cambridge.
9. Wedell, N., Gage, MJG, Parker, GA 2002. Konkurencja nasienia, roztropność samców i samice z ograniczoną liczbą plemników. Trendy w ekologii i ewolucji, 17, 313–320.