アイソガミー：特徴とタイプ - 生物学 - 2025

isogamyは配偶子は形態学的に類似している植物の生殖システムです。形や大きさには類似性があり、男性と女性の性細胞は区別できません。この生殖システムは祖先と見なされます。それは、藻類、菌類、原生動物のさまざまなグループで発生します。

同性愛に関与する配偶子は、可動（繊毛）またはそうでない場合があります。同じの結合は活用によって起こります。未分化の性細胞が融合し、遺伝物質を交換します。

アイソガミー。M. PiepenbringからWikimedia Commons経由で変更

アイソガミーはホモタリックまたはヘテロタリックです。同じゲノムを持つ配偶子間で融合が発生すると、ホモタリックになります。ヘテロサリックアイソガミーでは、配偶子の遺伝子構成は異なります。

特徴

出典：M. Piepenbring

同性愛による生殖は、接合によって起こります。これでは、1つのセルの内容が別のセルに移動し、融合が発生します。

カリガミー（核の融合）とプラスモガミー（細胞質の融合）のプロセスが関与しています。体細胞の有性細胞への分化は、環境条件に関連している可能性があります。同じ種の他の個体との相互作用も影響する可能性があります。

分化が起こった後、配偶子は他の性細胞を見つけて認識しなければなりません。同性愛が発生するグループでは、配偶子の認識と融合はさまざまな方法で発生します。

性細胞は鞭毛または不動である可能性があります。いくつかの場合、それらはいくつかの緑藻のように大きいです。

タイプ

配偶子の遺伝的構成に関連する同族には2つのタイプがあります。

ホモタリック同性愛

個体の配偶子は、同じクローングループの別のものと共役しています。この場合、自家受精が起こったと考えられます。

すべての核は同じ遺伝子型を持ち、異なる遺伝子型との相互作用はありません。体細胞は直接性細胞に分化します。

配偶子はクローン集団で形成され、後に融合が生じて接合体を形成します。

ヘテロタリック同性愛

配偶子は、遺伝子構成が異なるさまざまな個体で生産されます。

配偶子は、融合が発生するために遺伝的適合性を持っている必要があります。一般に2種類の配偶子が形成されます。互いに互換性のある「プラス」と「マイナス」。

一方のタイプの配偶子細胞（配偶子を生成する）は、もう一方のタイプの対となります。これらは、化学的コミュニケーションを通じて認識され、フェロモンの生成を伴う場合もあります。

アイソガミック配偶子を持つ生物

同種異系の状態は単細胞生物で支配的であるようですが、同種異系は多細胞真核生物ではほぼ普遍的です。単細胞生物のほとんどの真核生物系統では、配偶子はサイズが等しく、男性と女性を区別しません。

モデル生物

真核生物では、アイソガミック配偶子を持つ種がかなり存在します。ただし、生物文学に常に出現する属についてのみ言及します。

よく知られている種Dictyostelium discoideumの社会的アメーバ、私たちが食品Saccharomyces cerevisiaeを作るために使用する一般的な酵母、および睡眠病を引き起こす原虫寄生虫Trypanosoma bruceiは、すべて同じ配偶子を持つ生物の例です。

緑藻では、同系交配は一般的な現象です。実際、これらの生物には2種類の同系同性愛があります。

いくつかの種は、目玉に代表される走光性システムを備えた比較的中型の配偶子を作ります。他の種は同じ配偶子を持っていますが、前のケースよりもはるかに小さいです。また、アイスポットが不足しています。

ルールの例外

ただし、そのような根本的な観察を行って、等電性配偶子を単細胞系統に、非等方性配偶子を多細胞生物に制限することは不可能です。

確かに、植物はこのルールにいくつかの例外を示します。それは、パンドリーナ、ボルブリナ、ヤマギシエラなどの植民地の緑の藻の属が同性愛の状態を示しているためです。

異なる配偶子を示すブリオプシダール目の緑藻などの単細胞生物があるため、反対方向にも例外があります。

藻類の同性愛

藻類では、同系交配に関連する2種類の性細胞の存在が観察されています。

一部のグループでは、配偶子は中程度のサイズで、走光性のメカニズムを持っています。光で刺激されるアイスポットがあります。

それらは一般に葉緑体の存在と予備物質を蓄積する能力に関連しています。他の場合では、配偶子は非常に小さく、目玉はありません。

イソガミー藻類の有性生殖は別の方法で発生します。

クラミドモナス

単細胞緑藻のグループで、2つのべん毛があります。それは、ヘテロタリック同性愛を提示します。ホモタリック同性愛は、いくつかの種で発生する可能性があります。

培地で窒素条件が増加すると、半数体栄養細胞は性細胞に分化します。配偶子には2つのタイプがあり、遺伝的補体が異なります。

配偶子は鞭毛の付着を促進する凝集素（接着分子）を生成します。融合後、2つの配偶子は胚の発生に必要な遺伝情報を提供します。

クロステリア

これらの藻類は、カリオフィタ科に属しています。彼らは単細胞です。彼らはホモタリックとヘテロタリックの同系同系を示します。

配偶子は可動ではありません。この場合、性細胞が発生すると、接合乳頭が形成されます。細胞質は細胞壁を破壊することにより放出されます。

その後、両方の配偶子の原形質の融合が起こり、受精卵が形成されます。異なる遺伝的タイプの間の化学的誘引は、ヘテロサリック同形で発生すると考えられています。

褐藻

それらはべん毛虫の同配配偶子を持つ多細胞生物です。他のグループは、アニソガミーまたはオーガミーによって繁殖します。

配偶子は形態学的に同じですが、動作が異なります。女性タイプが男性タイプを引き付けるフェロモンを放出する種があります。

他の場合では、あるタイプの配偶子が短期間移動します。次に、鞭毛を摂取し、フェロモンを放出します。もう1つのタイプは移動時間が長く、フェロモンシグナルの受容体を持っています。

菌類の同性愛

ホモタリックとヘテロタリックの両方のタイプの同性愛が発生します。ほとんどの場合、配偶子の認識はフェロモンの生成に関連しています。

酵母

サッカロミセスなどのいくつかの単細胞グループでは、培養培地の組成の変化に応答して配偶子が分化する。低窒素レベルなどの特定の条件下では、体細胞は減数分裂によって分裂します。

遺伝子構成が異なる配偶子はフェロモン信号によって認識されます。細胞はフェロモンの発生源に向かって突起を形成し、それらの頂点に加わります。両方の配偶子の核は、融合して二倍体細胞（接合体）を形成するまで移動します。

糸状菌

彼らは多細胞生物です。彼らは主にヘテロタリックなシステムを提示します。性的発達の間、彼らはドナー（男性）と受容（女性）の構造を形成します。

細胞融合は、菌糸とより特殊化した細胞間、または2つの菌糸間で起こります。菌糸へのドナー核（男性）の侵入は、子実体の発達を刺激します。

核はすぐには融合しません。子実体は、異なる遺伝子構成の核を持つ二核構造を形成します。その後、核は融合し、減数分裂によって分裂します。

原生動物における同性愛

アイソガミーは鞭毛単細胞群で発生します。これらの繊毛生物は、原形質膜の特殊な領域で配偶子間の細胞質接続を確立します。

繊毛のグループは、2つの核、大核と小核があります。大核は体細胞の形です。二倍体小核は減数分裂によって分裂し、配偶子を形成します。

一倍体の核は、細胞質ブリッジによって交換されます。その後、各細胞の細胞質が回復し、自律性を取り戻します。このプロセスは真核生物の中で独特です。

ユープロテスでは、各遺伝子型の特定のフェロモンが生成されます。細胞は、遺伝子構成の異なるフェロモンを検出すると体細胞の成長を停止します。

Dileptus種では、認識分子が細胞表面に提示されます。互換性のある配偶子は、繊毛の接着タンパク質によって拘束されています。

ゾウリムシでは、互換性のある配偶子間で認識物質が生成されます。これらの物質は、性細胞の結合、ならびにそれらの接着およびその後の融合を促進します。

生態学的および進化的影響

対称的な親の投資

進化生物学では、複雑な生物（哺乳類など）について話すときに最も議論されるトピックの1つは親の投資です。この概念は著名な生物学者であるロナルドフィッシャー卿の著書「自然淘汰の遺伝理論」で開発され、若者の福祉のための親の出費を含んでいます。

配偶子の平等は、生殖イベントに関与する両方の生物の親の投資が対称的であることを意味します。

親の投資が非対称であるアニソガミーシステムとは異なり、接合子の発達にほとんどの非遺伝資源（栄養素など）を提供するのは女性の配偶子です。配偶子に二形性を示すシステムの進化に伴い、親生物にも非対称性が生じました。

進化

現代の種に見られる証拠と生殖パターンによると、同性愛を有性生殖の最初の段階で現れる祖先の状態と考えるのは論理的であるようです。

植物や動物などの多細胞生物のいくつかの系統では、雌性配偶子が大きく不動であり、雄性配偶子が小さく、胚珠に移動する能力を持っている分化生殖システムが独立して進化しました。

等電状態から非等電状態への変化の正確な軌跡は不明ですが、いくつかの理論が定式化されています。

理論1

それらの1つは、配偶子のサイズと数の間の可能なトレードオフを強調しています。この議論によれば、アニソガミーの起源は、接合子の効率と生存の探索における破壊的な選択によって引き起こされる進化的に安定した戦略です。

理論2

別の理論は、運動する能力のある多くの細胞（精子）を備えた不動の細胞（卵子）を補う方法として現象を説明しようとしています。

理論3

3番目のビューは、オルガネラの片親継承による核と細胞質の間の競合を回避するための適応特性としてのanisogamyの生成を説明します。

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