מהי פלסמוגמיה? - ביולוגיה - 2025

Plasmogamia הוא שלב של רבייה המינית שבו ההיתוך של cytoplasms של גמטות או תאי מין מתרחש ללא ההיתוך של הגרעינים שלהם. פלסמוגמיה נפוצה בפטריות, בהיותה השלב הראשון ברבייה המינית שלהם. זה יכול להופיע גם בתאי צמח ובעלי חיים שהתמוססו ותרבויות.

גמטים הם תאים מיוחדים, המבדילים משאר התאים של האורגניזם, בגלל המורפולוגיה שלהם ותפקוד הרבייה שהם ממלאים. במקרים מסוימים, התהליך של פלסמוגמיה מתרחש לא בין גמטות מובחנות אלא בין תאים סומטיים לא מובחנים (פלסמוגמיה מסוג סומטוגמיה).

איור 1. איור 1. שלבי התפתחות שונים של הגמטנגיום הנשי (Oogonio) של Saprolegnia sp. (Oomycota). ת: oogonium לא בשלה, B: התפתחות של Eyeonium; C: Oogonium בוגר, D: ביצים. מקור: ג'ון האוסמן

לאחר תקופה של צמיחה אינטנסיבית, הפטריות נכנסות לשלב רבייה, ויוצרות ומשחררות מספר רב של נבגים. הנבגים הם בדרך כלל חד-תאיים ומיוצרים על ידי פיצול של המיסיליום או בתוך מבנים מיוחדים כמו ספורנגיה, ספורופורים או גמטנגיה, בין היתר.

ניתן לייצר את הנבגים בצורה מינית או בעקיפין בהתרבות מינית. רבייה מינית בפטריות, כמו גם באורגניזמים אחרים, כוללת מיזוג של שני גרעינים המכילים את המידע הגנטי של כל אדם הורי. גרעינים נפגשים פיזית כששני תאי מין או גמים מתאחדים.

שלבי רבייה מינית של פטריות

ניתן להגדיר רבייה מינית כמנגנון המחדש ללא הרף את העומס הגנטי של פרטים ממין ביולוגי. זהו מקור חשוב להשתנות גנטית, המאפשר יכולת גדולה יותר להסתגל לתנאים סביבתיים חדשים.

לתהליך ההתרבות המינית של פטריות מאפיינים ייחודיים ומיוחדים של ממלכה זו.

באורגניזמים אוקריוטים אחרים (עם גרעינים ואורגנלים סגורים בקרומים), כמו צמחים, בעלי חיים ופרוטיסטים (איוקריוטות פשוטות מאוד, ללא רקמות מובחנות), חלוקת תאים כרוכה בפירוק ושחזור הממברנה הגרעינית.

בפטריות הקרום הגרעיני נשאר על כנו לאורך כל התהליך; בחלק מהמינים, שהם היוצא מן הכלל, הקרום הגרעיני נשבר אך באופן חלקי בלבד.

ההתרבות המינית של פטריות מתרחשת בשלושה שלבים: פלסמוגמיה, קריוגמיה ומיוזה. משך הזמן של כל אירוע או שלב של רבייה מינית משתנה והמרווחים בין אירועים אלה משתנים גם הם, תלוי בסוג האורגניזם.

בפטריות פרימיטיביות ופחות מפותחות, קריוגמיה מופיעה כמעט מיד לאחר פלסמוגמיה. לעומת זאת, בפטריות גבוהות יותר ומתפתחות יותר, יש מרווח בין שני השלבים.

פלסמוגמיה

פלסמוגמיה או איחוי תאים הוא השלב הראשון של ההתרבות המינית בפטריות, בו שתי גמטות שונות בתאים חפויאליים גנטיים מתמזגות, וכתוצאה מכך תא עם שני גרעינים חצובים. בפלסמוגמיה רק ​​הציטופלסמות של שני הגמטות הפראוליות ההוריות מתאחדות.

תאים הפלואידים מכילים קבוצה יחידה של כרומוזומים והם מיוצגים כ: n. לתאים בדיפלואידים שתי קבוצות של כרומוזומים; מסומלים כ: 2n.

קריוגמיה

בשלב הבא, המכונה קריוגמיה, מתרחש האיחוי או האיחוד של שני הגרעינים הפראוליטים של הגמטות ההוריים, מה שמוליד תא עם גרעין דיפלואידי.

עם איחוי הגרעינים, נוצר תא חדש המכונה זיגוטה. הגרעין של זיגוטה זו מכיל מספר כפול של כרומוזומים (כלומר הוא דיפלואידי או 2n).

מיוזה

מיוזה היא השלב האחרון בהתרבות מינית, שבו מספר הכרומוזומים מופחת שוב בחצי. במיוזה, תא דיפלואידי אחד (2n) מייצר ארבעה תאים הפראולידים (n).

במיוזה, מתרחשים גם תהליכי רקומבינציה של כרומוזומים שמבטיחים כי ההרכב הגנטי (או העומס הגנטי) של התאים החדשים שונה מזה של הגנים המקדימים של התהליך כולו.

סוגי פלסמוגמיה

פטריות מפעילות מגוון שיטות לחיבור לשני גרעינים חסרי תאים של תאים תואמים, כלומר לצורך התרחשות פלסמוגמיה.

פלסמוגמיה מופיעה בתדירות גבוהה יותר בתאים שאינם שונים במורפולוגיה ובמקרה זה היא מכונה איזוגמיה. כאשר התאים הממזגים את הציטופלזמה שלהם הם בגודל שונה, פלסמוגמיה נקראת אניסוגמיה.

ישנם 5 סוגים עיקריים של פלסמוגמיה שהם הבאים: איחוי בין סמים (gametangial copulation), היתוך בין גנגאנגיאל (gametangial fusion), זרע זרע וסומטוגמיה. להלן סוגים של פלסמוגמיה.

היתוך גמט

יש פטריות המייצרות תאי מין מיוחדים (גמטות) שמשתחררים מאיברי מין הנקראים גמטנגיה, כפי שראינו קודם.

המיזוג של גמטים חד-תאיים מתרחש במקרה ששניהם או לפחות אחד מהם הוא נייד. הניידות של הנבגים תלויה בכך שיש להם דגלונים המאפשרים להם להניע את עצמם לשחות, ובמקרה זה הם נקראים Zoospores. באופן כללי, שני הגמטות המתמזגים הם באותו גודל ונקראים זואוספוריות איזוגמיות.

לעיתים יכול להיות המקרה שגאמט אחד גדול יותר מהשני (גמטות אניסוגמיות). בסוג מונובלפיריס של הפילה צ'יטרידיומיקוטה משתחררים הגמטות הזזים הזזים מהגמטנגיום הגברי או האנתרידיום.

בהמשך, הגמטות הזכריות חודרות לגמטנגיום נקבי (הנקרא אוגוניום) ומפרות את הגמטות הנשיות הגדולות והלא ניתנות (הנקראות אווספרות).

התקרבות גמטנגיאלית

בפטריות אחרות, שני גמטנגיה באים במגע והגרעין עובר מהזכר לגמטנגיום הנשי. במקרה זה הגמטנגיה משמשת כגמטים.

פלסמוגמיה מסוג זה מתרחשת באורגניזמים מקבוצת Oomycota, בהם גמטנגיה זכרית קטנה (אנתרדידיה) מייצרת צינורות הפריה הגדלים, מסתעפים ואז מתמזגים עם הגמטנגיום הנשי הגדול יותר (oogonium).

צינורות הפריה מאפשרים לגרעין של הגמטות הזכריות לעבור דרך סיכה חודרת דקה ולהתמזג עם הגמטות הנשיות (אווספרות).

איור 2. איור 2. עובש מים בקבוצת Oomycota הצומח על זחלים מתים. תבנית זו מציגה פלסמוגמיה מסוג זיכרון gametangial. מקור: TheAlphaWolf

מיזוג של gametangia

בסוג פלסמוגמיה זה, הגמטנגיה מתמזגת ומאחדת את הגרעינים שלהם. לדוגמא, נבגי הפטריות של קבוצת זיגומיקוטה זהים מורפולוגית, צומחים יחד ויוצרים גמטנגיה מובחנת המתמזגת ליצירת זיגוטה או ביצה. זיגוטה זו הופכת מאוחר יותר לזיגוספור עבה-קירות.

תרשים 3. זיגוספורנגנגיום בוגר של פטרייה מקבוצת זיגומיקוטה. מקור: ג'ון האוסמן

זרע

Spermatization מורכב ממיזוג של תאים מונו-גרעיניים (עם גרעין בודד), ללא תנועה (ללא סמל), עם גמטנגיום נשי.

סומטוגמיה

כמה פטריות מפותחות יותר אינן מייצרות גמטנגיה. במקרים אלה, ההיפות הסומטיות הווגטטיביות היוצרות את גוף הפטרייה רוכשות תפקוד מיני, באות במגע, מתמזגות ומחליפות את הגרעין שלהן זו עם זו.

פלסמוגמיה מסוג זה מתרחשת עם מיזוג של מבנים צמחיים, לא מיניים, כמו היפים ותאי שמרים.

יתרונות וחסרונות של רבייה מינית

לרבייה מהסוג המיני יש חסרונות מסוימים בהשוואה להתרבות מהסוג הלא מיני. חסרונות אלה כוללים עלייה בהוצאה אנרגטית בהגברת גמים, רבייה איטית ופחות צאצאים כתוצאה מכך.

מצד שני, להתרבות מינית יש יתרון בייצור שונות גנטית בין פרטים. בסוג זה של רבייה העומס הגנטי של הצאצאים מגיע מהגנים של שני ההורים, ואינו זהה לזה של אף אחד מהם.

ככל שהשונות הגנטית באוכלוסייה גדולה יותר, כך גדלה מהירות ההתפתחות שלה. לאוכלוסיות עם שונות גנטית גבוהה יש מנגנוני תגובה שונים לשינויים בסביבתם, מכיוון שאלו יכולים לייצר אנשים עם יכולות הסתגלות מעולות.

הפניות

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW ו- Blackwell, M. עורכים. (תשע עשרה תשעים ושש). מיקולוגיה מבוא. מהדורה רביעית. ניו יורק: ג'ון וויילי ובניו.
2. Clark, J. ו- Haskins, EF (2013). מחזור הרבייה הגרעיני במיקומיציטים: סקירה. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). תהליכי מערכת אקולוגית פטריות. מהדורה שנייה. בוקה רטון: CRC Press.
4. Kavanah, K. עורך. (2017). פטריות: ביולוגיה ויישומים. ניו יורק: ג'ון וויילי.
5. אשטון GD ו- Dyer PS (2016). התפתחות מינית בפטריות ושימושה במערכות ביטוי גנים. בתוך: Schmoll M., Dattenböck C. (עורכים) מערכות ביטוי גנים בפטריות: התקדמות ויישומים. ביולוגיה פטרייתית. שפרינגר.