ČO JE ANISOGAMIA ALEBO HETEROGAMIA? - BIOLÓGIE - 2026

Anisogamia alebo heterogamy, je spojenie dvoch pohlavných buniek, nazývaných anisogametos, ktoré sa líšia vo veľkosti a štruktúre. Je to opačný pojem ako izogamia, čo je spojenie dvoch podobných gamét, ktoré sa nazývajú izogamety.

V závislosti od typu organizmu majú anisogamety odlišné vlastnosti. Napríklad obe gaméty môžu byť bičíkovité, ako v niektorých riasach, alebo amoeboidné, ako sa vyskytuje v niektorých prvokoch.

Zdroj: pixabay.com

V oogamii, ktorá je variantom anizogamie v zložitejších organizmoch, malá mobilná gameta, často nazývaná spermie alebo peľ, oplodňuje omnoho väčšiu, imobilnú gametu, nazývanú vajíčko.

Vznik anisogamie

Vývoj diploidných mnohobunkových organizmov vytvoril nevyhnutné podmienky pre vývoj anizogamie, o ktorej sa predpokladá, že jej evolučne predchádzala izogamia. Hry slúžia iba na sexuálnu reprodukciu. Anisogamia povolila špecializácie súvisiace s týmto typom reprodukcie.

Postup anisogamie smerom k jej najextrémnejšej forme, to znamená oogamii, viedol k diferenciácii mužov a žien, čo so sebou prináša dimorfizmus, výber a sexuálne úlohy.

S rastom mnohobunkových organizmov sa často stali zriedkavými. Sedavé zvyky prevažovali v rastlinách a početných skupinách morských živočíchov. To spôsobilo ťažkosti pri stretnutí s mužskými a ženskými gamétami.

Samce špecializované na výrobu veľmi vysokého počtu malých gamét (mikrogamet) schopných lokalizovať a oplodniť samice gamét. Samice sa špecializovali na produkciu malého počtu veľkých a imobilných gamét (makrogamet), ktoré obsahovali výživný materiál na vývoj embrya.

Súťaž spermií a sexuálny výber

Prebytok mužských gamét vzhľadom na samicu, ktorá je vlastnou anizogamiou, vytvára silnú konkurenciu medzi spermiami alebo medzi peľmi, čo uprednostňuje výber tých atribútov, ktoré uprednostňujú mužské gaméty, ako aj u jednotlivcov, ktorí ich produkujú. oplodnenie.

Sexuálny výber je proces, ktorý uprednostňuje vývoj výhodných atribútov pre párenie a produkciu potomkov samcov a samíc. Sexuálny výber je zodpovedný za existenciu charakteristík, ktoré rozlišujú pohlavia. Všeobecne platí, že čím väčší je dimorfizmus medzi pohlaviami, tým väčší je sexuálny výber.

U mužov sexuálny výber určuje, že mužské gaméty majú vlastnosti, ktoré zvyšujú ich pravdepodobnosť oplodnenia, alebo sa objavujú anatomické a behaviorálne atribúty, ktoré uprednostňujú prístup k ženám zvýšením ich schopnosti úspešne ich súdiť alebo bojovať proti iným mužom za oni.

U žien pohlavný výber určuje vývoj atribútov, ktoré im pomáhajú pri výbere samcov, ktoré im umožnia produkovať potomkov dobrej genetickej kvality alebo ktoré vlastnia územia alebo poskytujú výživové zdroje podporujúce rozmnožovanie.

Anisogamy a reprodukčné stratégie

U mnohých živočíšnych druhov sú samice pri hľadaní kamaráta selektívne, zatiaľ čo samce nie. Pripisuje sa to najmä skutočnosti, že ženy produkujú obmedzený počet vajec, ktoré musia dobre investovať. Naopak, samce produkujú prakticky neobmedzené množstvo spermií.

U druhov s rodičovskou starostlivosťou nejde iba o otázku „drahých“ vajíčok a „lacných“ spermií: ženy majú tiež tendenciu investovať viac do potomstva ako samce. Príkladom toho je laktácia cicavcov, ktorú vykonávajú výlučne samice. Ženy tiež riskujú svoje životy pre svojich mladých.

Ak sa žena spárí s mužom, ktorý má vadné gény, a ak jej deti nedosiahnu zrelosť, stráca reprodukčné úsilie. Namiesto toho sa muži môžu páriť s veľkým počtom žien a odovzdávať svoje gény budúcim generáciám bez ohľadu na zlyhanie niektorého z ich potomkov.

Ak samci investujú málo do gamét a do zvyšovania svojich potomkov, môžu použiť uloženú energiu na súťaženie s ostatnými samcami a pokúsiť sa o párenie s čo najväčším počtom samíc, čím sa maximalizuje ich reprodukčná kapacita. Toto vysvetľuje mužskú sexuálnu promiskuitu v mnohých druhoch.

Reprodukčné vylepšenia

Samce mnohých druhov hlodavcov produkujú „kopulačné sviečky“. Spermie týchto samcov spevňujú vnútri reprodukčného traktu žien, čím bránia párovaniu s inými samcami. Ako protiopatrenie sú u niektorých druhov samce schopné prepichnúť sviečky zanechané inými samcami.

U druhov, v ktorých je bežné, že spermie niekoľkých samcov súťažia o oplodnenie vajíčok tej istej ženy, majú muži tendenciu mať väčšie semenníky a vedľajšie žľazy, čím produkujú koncentrovanejšie a hojnejšie spermie.

Samice vyvinuli sofistikované mechanizmy, ktoré uľahčujú alebo bránia oplodneniu spermií rôznych mužov. Na tento účel používajú svalové kontrakcie, ciliárne prúdy a rôzne správanie. Napríklad kurčatá môžu dobrovoľne vylúčiť spermie z nízko umiestnených kohútikov.

kontroverzia

Charles Darwin považoval existenciu gamét za jeden z najzábavnejších aspektov živých bytostí. O storočie a pol neskôr sa o raison d'être gametes stále diskutuje.

Isogamy sú bežné v jednobunkových organizmoch. Na rozdiel od toho prevláda anizogamia u mnohobunkových rastlín a zvierat. Tvrdilo sa, že veľkosť dimorfizmu na úrovni gamét umožňuje zvýšenie objemu a zložitosti tela.

Najbežnejšie akceptované modely na vysvetlenie anizogamie vyvolávajú rušivý výber: malé gaméty by boli uprednostňované, pretože sa môžu vyrábať vo veľkom počte; veľké gaméty by boli uprednostňované, pretože umožňujú väčšiu veľkosť zygoty, čo by zvýšilo pravdepodobnosť prežitia embryí.

Niektorí autori nedávno spochybnili, že anisogamia je dôležitým faktorom pri vývoji sexuálnych rolí. Podľa nich sa tieto úlohy mohli objaviť náhodne alebo v dôsledku rozdielov v životnej histórii mužov a žien.

Súčasná široká väčšina sa však zhoduje v tom, že náhoda pravdepodobne nespôsobila konzistentné pohlavné rozdiely a že rozdiely v histórii života mužov a žien sú výsledkom selekcie, ktorá bola nakoniec určená anisogamiou.

Referencie

1. Bell, G. 1978. Vývoj anisogamie. Journal of Theoretical Biology, 73, 247-270.
2. Blute, M. 2013. Vývoj anisogamie: viac otázok ako odpovedí. Biological Theory, 7, 3–9.
3. Da Silva, J. 2018. Vývoj pohlaví: špecifický test teórie narušujúceho výberu. Ecology and Evolution, 8, 207 - 219.
4. Kodric-Brown, A., Brown, JH 1987. Anisogamia, sexuálny výber a vývoj a udržiavanie sexu. Evolutionary Ecology, 1, 95-105.
5. Lehtonen, J., Parker, GA 2014. Súťaž gamét, obmedzenie gamét a vývoj oboch pohlaví. Molecular Human Reproduction, 20, 1161 - 1168.
6. Randerson, JP, Hurst, LD 2002. Porovnávací test teórie vývoja anizogamie. Zborník: Biological Sciences, 268, 879 - 884.
7. Schärer, L., Rowe, L., Arnqvist, G. 2012. Anisogamy, náhoda a vývoj sexuálnych rolí. Trendy v ekológii a evolúcii, 2012, 1-5.
8. Togashi, T, Cox, PA, ed. 2011. Vývoj anizogamie - základného fenoménu, ktorý je základom sexuálneho výberu. Cambridge University Press, Cambridge.
9. Wedell, N., Gage, MJG, Parker, GA 2002. Konkurencia spermií, obozretnosť u mužov a ženy obmedzené na spermie. Trends in Ecology and Evolution, 17, 313 - 320.