ČO JE PLAZMOGAMIA? - BIOLÓGIE - 2026

Plasmogamia je štádium pohlavného rozmnožovania, v ktorých fúzie cytoplazme gamét alebo pohlavných buniek dochádza bez fúzie ich jadier. Plazmogamia je bežná v hubách, ktorá je prvou fázou ich sexuálnej reprodukcie. Môže sa tiež vyskytovať v rastlinných a živočíšnych bunkách, ktoré boli fúzované a kultivované.

Gamety sú špeciálne bunky, odlíšené od ostatných buniek organizmu kvôli ich morfológii a reprodukčnej funkcii, ktorú plnia. V niektorých prípadoch sa proces plazmogamie nevyskytuje medzi diferencovanými gamétami, ale medzi nediferencovanými somatickými bunkami (plazmogamy typu somatogamy).

Obrázok 1. Rôzne štádiá vývoja samičieho gametangia (Oogonio) z Saprolegnia sp. (Oomycota). A: nezrelé oogónium, B: vyvíjajúce sa oogónium; C: zrelý oogonium, D: vajcia. Zdroj: Jon Houseman

Po období intenzívneho rastu huby vstupujú do reprodukčnej fázy, ktorá vytvára a uvoľňuje veľké množstvo spór. Spóry sú všeobecne jednobunkové a sú produkované okrem iného fragmentáciou mycélia alebo v špecializovaných štruktúrach, ako sú sporangia, sporofory alebo gametangia.

Spóry môžu byť produkované asexuálne alebo nepriamo pri sexuálnej reprodukcii. Sexuálna reprodukcia v hubách, ako aj v iných organizmoch, zahŕňa fúziu dvoch jadier, ktoré obsahujú genetickú informáciu každého rodiča. Jadrá sa fyzicky stretávajú, keď sa dve pohlavné bunky alebo gaméty spoja.

Etapy sexuálnej reprodukcie húb

Sexuálnu reprodukciu je možné definovať ako mechanizmus, ktorý neustále obnovuje genetickú záťaž jedincov biologického druhu. Je to dôležitý zdroj genetickej variability, ktorý umožňuje väčšiu schopnosť prispôsobiť sa novým podmienkam prostredia.

Proces sexuálnej reprodukcie húb má jedinečné a osobitné vlastnosti tohto kráľovstva.

V iných eukaryotických organizmoch (s jadrámi a organelami uzavretými s membránami), ako sú rastliny, zvieratá a protisty (veľmi jednoduché eukaryoty, bez diferencovaných tkanív), delenie buniek zahŕňa rozpúšťanie a rekonštrukciu jadrovej membrány.

V hubách zostáva jadrová membrána počas celého procesu nedotknutá; v niektorých druhoch, ktoré sú výnimkou, sa jadrová membrána zlomí, ale iba čiastočne.

Sexuálna reprodukcia húb sa uskutočňuje v troch štádiách: plazmogamia, karyogamia a meióza. Trvanie každej udalosti alebo fázy sexuálnej reprodukcie sa líši a intervaly medzi týmito udalosťami sú tiež rôzne v závislosti od typu organizmu.

U primitívnych, menej vyvinutých húb sa karyogamia vyskytuje takmer okamžite po plazmogamii. Naproti tomu vo vyšších a vyvíjajúcich sa hubách je interval medzi oboma stupňami.

plasmogamy

Plazmogamia alebo bunková fúzia je prvým stupňom sexuálnej reprodukcie v plesniach, kde fúzujú dve gaméty, ktoré sú geneticky rozdielnymi haploidnými bunkami, čo vedie k bunke s dvoma haploidnými jadrami. V plazmogamii sa spájajú iba cytoplazmy dvoch rodičovských haploidných gamét.

Haploidné bunky obsahujú jednu sadu chromozómov a sú znázornené ako: n. Diploidné bunky majú dve sady chromozómov; sú označené ako: 2n.

karyogamy

V ďalšom štádiu, nazývanom karyogamia, dochádza k fúzii alebo spojeniu dvoch haploidných jadier rodičovských gamét, čo vedie k vzniku bunky s diploidným jadrom.

Fúziou jadier vznikne nová bunka nazývaná zygota. Jadro tejto zygoty obsahuje dvojnásobný počet chromozómov (tj je to diploid alebo 2n).

meióza

Meióza je posledným štádiom sexuálnej reprodukcie, kde sa počet chromozómov opäť znižuje na polovicu. V meióze jedna diploidná bunka (2n) produkuje štyri haploidné bunky (n).

Pri meióze sa tiež vyskytujú procesy chromozómovej rekombinácie, ktoré zaručujú, že genetické zloženie (alebo genetická záťaž) nových buniek sa líši od prekurzorových gamét celého procesu.

Druhy plazmogamie

Huby používajú rôzne metódy na spojenie dvoch haploidných jadier kompatibilných buniek, to znamená, že dochádza k plazmogamii.

Plazmogamia sa vyskytuje častejšie v bunkách, ktoré sa nelíšia v morfológii, a v tomto prípade sa nazýva izogamia. Keď bunky, ktoré fúzujú svoje cytoplazmy, majú rôznu veľkosť, plazmogamia sa nazýva anisogamia.

Existuje 5 hlavných typov plazmogamie, ktoré sú nasledujúce: fúzia gamét, gametangiálna kopulácia, gametangiálna fúzia, spermatizácia a somatogamia. Tieto typy plazmogamie sú opísané nižšie.

Fúzia gamét

Ako sme videli vyššie, niektoré huby produkujú špecializované sexuálne bunky (gaméty), ktoré sa uvoľňujú z pohlavných orgánov zvaných gametangia.

K fúzii jednobunkových gamét dochádza v prípade, že obidve alebo aspoň jedna z nich je mobilná. Mobilita spór závisí od toho, či majú bičíky, ktoré im umožňujú plávať samy, v takom prípade sa nazývajú zoospory. Všeobecne platí, že dve gaméty, ktoré sa poistia, majú rovnakú veľkosť a nazývajú sa izogamické zoospory.

Niekedy sa môže stať, že jedna gameta je väčšia ako druhá (anizogamické gaméty). V rode Monoblepharis z kmeňa Chytridiomycota sa pohyblivé mužské gaméty uvoľňujú z mužského gamétangia alebo anteridia.

Neskôr samčie gaméty prenikajú samičím gamétiom (nazývaným oogónium) a oplodňujú veľké, imobilné samičie gaméty (nazývané oosféry).

Gametangiálna kopulácia

Pri iných hubách prichádzajú do styku dve gamétangie a jadro prechádza z mužského pohlavia na samičie gametangium. V tomto prípade slúžia gamétangie ako gaméty.

Tento typ plazmogamie sa vyskytuje v organizmoch skupiny Oomycota, v ktorej malá samčia gametangia (antheridia) produkuje oplodňovacie skúmavky, ktoré rastú, vetvia a potom sa fúzujú s väčším ženským gametangiom (oogonium).

Hnojiace trubice umožňujú jadrom samcov gaméty prechádzať cez jemne prenikajúci špendlík a spájať sa so samičími gamétami (oosférami).

Obrázok 2. Vodná pleseň skupiny Oomycota rastúca na mŕtvych larvách. Táto forma vykazuje plazmogémiu gametangiálneho kopulácie. Zdroj: TheAlphaWolf

Fúzia gamétangie

Pri tomto type plazmogámie gametangia fúzuje a spája svoje jadrá. Napríklad spóry húb zo skupiny Zigomycota sú morfologicky identické, rastú spolu a tvoria diferencovanú gametangiu, ktorá sa fúzuje za vzniku zygoty alebo vajíčka. Tento zygota sa neskôr transformuje na hrubostenný zygospor.

Obrázok 3. Zrelý zygosporangium huby skupiny Zigomycota. Zdroj: Jon Houseman

Spermatization

Spermatizácia spočíva vo fúzii mononukleovaných buniek (s jediným jadrom), nie pohyblivých (bez bičíkov), so ženským gametangiom.

somatogamy

Niektoré vyvinuté huby neprodukujú gametangiu. V týchto prípadoch vegetatívne somatické hýfy, ktoré tvoria telo huby, získavajú sexuálnu funkciu, prichádzajú do styku, spájajú a vymieňajú si navzájom svoje jadrá.

Tento typ plazmogamie sa vyskytuje pri fúzii vegetatívnych, nehumánnych štruktúr, ako sú hýfy a kvasinkové bunky.

Výhody a nevýhody sexuálnej reprodukcie

Reprodukcia pohlavného typu má v porovnaní s reprodukciou asexuálneho typu určité nevýhody. Medzi tieto nevýhody patrí zvýšenie výdavkov na energiu pri stretnutí gamét, pomalšia reprodukcia a následkom toho aj menšie potomstvo.

Na druhej strane má sexuálna reprodukcia tú výhodu, že spôsobuje genetické variácie medzi jednotlivcami. Pri tomto type rozmnožovania genetická záťaž potomkov pochádza z génov oboch rodičov a nie je identická s genetickou záťažou jedného z nich.

Čím väčšia je genetická variabilita v populácii, tým väčšia je rýchlosť jej vývoja. Populácie s vysokou genetickou variabilitou majú rôzne mechanizmy odozvy na zmeny vo svojom prostredí, pretože môžu produkovať jedincov s vynikajúcimi adaptačnými schopnosťami.

Referencie

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW a Blackwell, M. Redaktori. (devätnásť deväťdesiat šesť). Úvodná mykológia. 4. vydanie. New York: John Wiley a synovia.
2. Clark, J. a Haskins, EF (2013). Jadrový reprodukčný cyklus v myxomycetách: prehľad. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10,5943 / mykosféra / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Plesňové ekosystémové procesy. 2. vydanie. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Editor. (2017). Huby: Biológia a aplikácie. New York: John Wiley.
5. Ashton GD a Dyer PS (2016). Sexuálny vývoj húb a jeho využitie v systémoch génovej expresie. In: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Gene Expression Systems in Fungi: Pokroky a aplikácie. Plesňová biológia. Springer.