ŠTO JE PLAZMOGAMIJA? - BIOLOGIJA - 2026

Plasmogamia je faza seksualne reprodukcije u kojoj fuzija cytoplasms u gametama ili spolnih stanica događa bez fuzije njihovih jezgara. Plazmogamija je česta kod gljivica, što je prva faza njihova seksualnog razmnožavanja. Također se može pojaviti u biljnim i životinjskim stanicama koje su spojene i uzgojene.

Gamete su posebne ćelije, koje se razlikuju od ostalih stanica organizma zbog svoje morfologije i reproduktivne funkcije koju ispunjavaju. U nekim slučajevima se proces plazmogamije događa ne između diferenciranih gameta, već između nediferenciranih somatskih stanica (somatogamija tipa plazmogamije).

Slika 1. Različite faze razvoja ženskog gametangium-a (Oogonio) Saprolegnia sp. (Oomycota). A: nezreli oogonij, B: razvija oogonij; C: zreli oogonij, D: jaja. Izvor: Jon Houseman

Nakon razdoblja intenzivnog rasta, gljivice ulaze u fazu razmnožavanja, tvoreći i oslobađajući veliki broj spora. Spore su obično jednoćelijske i nastaju fragmentacijom micelija ili unutar specijaliziranih struktura poput sporangije, sporofore ili gametangia, među ostalim.

Spore se mogu proizvesti aseksualno ili neizravno u seksualnoj reprodukciji. Seksualna reprodukcija u gljivicama, kao i u drugim organizmima, uključuje fuziju dviju jezgara koje sadrže genetske informacije o svakom roditeljskom pojedincu. Nuklei se susreću fizički kada se dvije spolne stanice ili gamete ujedine.

Stadiji seksualne reprodukcije gljivica

Seksualna reprodukcija može se definirati kao mehanizam koji stalno obnavlja genetsko opterećenje jedinki biološke vrste. Važan je izvor genetske varijabilnosti, koji omogućava veću sposobnost prilagođavanja novim uvjetima okoliša.

Proces seksualne reprodukcije gljivica ima jedinstvene i posebne osobine ovog kraljevstva.

U ostalim eukariotskim organizmima (s jezgrama i organelama zatvorenim membranama), poput biljaka, životinja i proteista (vrlo jednostavni eukarioti, bez diferenciranog tkiva), stanična dioba uključuje otapanje i obnovu nuklearne membrane.

Kod gljivica, nuklearna membrana ostaje netaknuta tijekom cijelog procesa; kod nekih vrsta, koje su iznimka, nuklearna membrana se lomi, ali samo djelomično.

Seksualna reprodukcija gljivica odvija se u tri stadija: plazmogamija, kariogamija i mejoza. Trajanje svakog događaja ili faze spolne reprodukcije varira, a intervali između tih događaja također su različiti, ovisno o vrsti organizma.

U primitivnim, manje razvijenim gljivama, kariogamija se javlja gotovo odmah nakon plazmogamije. Suprotno tome, u višim, razvijenijim gljivama postoji interval između oba stadija.

Plasmogamy

Plazmogamija ili stanična fuzija je prva faza spolne reprodukcije kod gljivica, gdje se dvije gamete koje su genetski različite haploidne stanice spajaju, što rezultira stanicom s dvije haploidne jezgre. U plazmogamiji se sjedinjuju samo citoplazme dviju roditeljskih haploidnih gameta.

Haploidne stanice sadrže jedan skup kromosoma i predstavljene su kao: n. Diploidne stanice imaju dva seta kromosoma; simboliziraju se kao: 2n.

Karyogamy

U sljedećoj fazi, koja se naziva kariogamija, dolazi do fuzije ili spajanja dva haploidna jezgra roditeljske gamete, čime se stvara stanica sa diploidnom jezgrom.

Fuzijom jezgara nastaje nova stanica zvana zigota. Jezgro ove zigote sadrži udvostručeni broj kromosoma (tj. Diploidno je ili 2n).

mejoza

Mejoza je posljednja faza seksualne reprodukcije, gdje se broj kromosoma ponovno smanjuje za pola. U mejozi jedna diploidna stanica (2n) proizvodi četiri haploidne stanice (n).

U mejozi se događaju i procesi rekombinacije kromosoma koji jamče da je genetski sastav (ili genetsko opterećenje) novih stanica različit od sastava gameta prethodnika cijelog procesa.

Vrste plazmogamije

Gljivice koriste različite metode za spajanje dva haploidna jezgra kompatibilnih stanica, to jest za plazmogamiju.

Plazmogamija se češće događa u stanicama koje se ne razlikuju u morfologiji i u ovom se slučaju naziva izogamija. Kad su stanice koje spajaju svoje citoplazme različite veličine, plazmogamija se naziva anisogamija.

Postoji pet glavnih vrsta plazmogamije koje su sljedeće: fuzija gameta, gametangial kopulacija, gametangial fuzija, spermatizacija i somatogamy. Ove vrste plazmogamije opisane su u nastavku.

Gameta fuzija

Neke gljivice proizvode specijalizirane spolne stanice (gamete) koje se oslobađaju iz spolnih organa zvane gametangia, kao što smo vidjeli ranije.

Fuzija jednostaničnih gameta događa se u slučaju da su obje ili barem jedna od njih pokretne. Mobilnost spora ovisi o tome kako imaju flagele koje im omogućuju da plivaju, a u tom slučaju ih zovu zoospore. Općenito, dvije gamete koje se spajaju su iste veličine i nazivaju se izogamski zoospore.

Povremeno se može dogoditi da je jedna gameta veća od druge (anisogamske gamete). U rodu Monoblepharis phylla Chytridiomycota pokretne muške gamete oslobađaju se iz muškog gametangium ili antheridium.

Kasnije muške gamete prodiru u ženski gametangium (zvan oogonium) i oplođuju velike, nepokretne ženske gamete (zvane oosfere).

Kopilacija gametangiala

Kod ostalih gljiva, dvije gametangije dolaze u kontakt i jezgra prelazi iz muškog u ženski gametangium. U ovom slučaju gametangia služe kao gamete.

Ova vrsta plazmogamije javlja se u organizmima iz skupine Oomycota, u kojima male muške gametangije (antheridije) stvaraju oplodne cijevi koje rastu, grane se i spajaju s većim ženskim gametangiumom (oogonium).

Cijevi za gnojidbu omogućavaju jezgama muških gameta da prođu kroz fini prodorni pin i stapaju se sa ženskim gametama (oospheres).

Slika 2. Vodeni kalup grupe Oomycota koji raste na mrtvim ličinkama. Ovaj kalup pokazuje plazmogamiju tipa kopulacije u igri. Izvor: TheAlphaWolf

Mešanje gametangia

U ovoj vrsti plazmogamije gametangia se stapa i objedinjuje svoje jezgre. Primjerice, spore gljive skupine Zigomycota su morfološki identične, rastu zajedno i tvore diferencirane gametangije koje se spajaju u tvorbu zigote ili jajeta. Ova se zigota kasnije pretvara u zigopor sa debelim zidom.

Slika 3. Zreli zygosporangium gljive iz skupine Zigomycota. Izvor: Jon Houseman

Spermatization

Spermatizacija se sastoji od spajanja mononukiranih stanica (s jednim jezgrom), nemobilnih (bez flagelluma), sa ženskim gametangiumom.

Somatogamy

Neke više evoluirane gljive ne proizvode gametangia. U tim slučajevima vegetativne somatske hife koje tvore tijelo gljivice stječu seksualnu funkciju, dolaze u kontakt, spajaju se i međusobno izmjenjuju svoje jezgre.

Ova vrsta plazmogamije javlja se spajanjem vegetativnih, neseksualnih struktura, poput hifa i stanica kvasca.

Prednosti i nedostaci seksualne reprodukcije

Razmnožavanje seksualnog tipa ima neke nedostatke u usporedbi s reprodukcijom aseksualnog tipa. Ti nedostaci uključuju povećani utrošak energije u dobivanju gameta u susret, sporiju reprodukciju i manje potomstva kao rezultat.

S druge strane, seksualna reprodukcija ima prednost u stvaranju genetske varijacije među pojedincima. U ovoj vrsti reprodukcije genetsko opterećenje potomaka dolazi iz gena dvaju roditelja i nije istovjetno s bilo kojim od njih dvojice.

Što je veća genetska varijabilnost populacije, to je veća i njezina brzina evolucije. Populacije s velikom genetskom varijabilnošću imaju različite mehanizme reagiranja na promjene u svom okruženju, jer one mogu proizvesti pojedince s vrhunskim sposobnostima prilagođavanja.

Reference

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW i Blackwell, M. Urednici. (devetnaest devedeset šest). Uvodna mikologija. 4. izdanje. New York: John Wiley i sinovi.
2. Clark, J. i Haskins, EF (2013) Nuklearni reproduktivni ciklus u miksomiceta: pregled. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mikosfera / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Gljivični procesi ekosustava. 2. izdanje. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Urednik. (2017). Gljivice: Biologija i primjene. New York: John Wiley
5. Ashton GD i Dyer PS (2016). Seksualni razvoj gljivica i njegova upotreba u ekspresijskim sustavima gena. U: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Sustavi ekspresije gena u gljivicama: napredak i primjene. Gljivična biologija. Springer.