plasmogamiaは、配偶子や性別細胞の細胞質の融合は、それらの核の融合なしに発生した有性生殖の段階です。プラスモガミーは真菌に一般的であり、有性生殖の最初の段階です。それはまた、融合および培養された植物および動物細胞においても起こり得る。
配偶子は、それらの形態およびそれらが果たす生殖機能のために、生物の他の細胞から分化した特別な細胞です。場合によっては、プラスモガミのプロセスは、分化した配偶子間ではなく、未分化の体細胞間で発生します(体性生殖型プラズマプラズマ)。
図1. Saprolegnia sp。の雌の配偶子(Oogonio)の発達のさまざまな段階 (大菌目)。A:未成熟なオゴニウム、B:発達中のオゴニウム; C:成熟したオゴニウム、D:卵。ソース:ジョンハウスマン
集中的な成長期間の後、真菌は繁殖期に入り、多数の胞子を形成および放出します。胞子は一般に単細胞であり、菌糸体の断片化によって、またはとりわけ、胞子嚢、胞子体または配偶子などの特殊な構造内で産生される。
胞子は、有性生殖で無性または間接的に産生され得る。真菌および他の生物における性的生殖は、各親個体の遺伝情報を含む2つの核の融合を伴います。2つの性細胞または配偶子が合体すると、核は物理的に出会います。
真菌の有性生殖の段階
有性生殖は、生物種の個体の遺伝的負荷を絶えず更新するメカニズムとして定義できます。これは遺伝的多様性の重要な原因であり、新しい環境条件に適応するためのより大きな能力を可能にします。
菌類の有性生殖のプロセスは、この王国のユニークで特定の特徴を持っています。
植物、動物、原生生物(分化した組織のない非常に単純な真核生物)などの他の真核生物(核と細胞小器官が膜で囲まれている)では、細胞分裂は核膜の溶解と再構築を伴います。
真菌では、核膜はプロセス全体を通じて無傷のままです。例外であるいくつかの種では、核膜は壊れますが、部分的にしか壊れません。
真菌の有性生殖は、3つの段階で起こります:原形質分裂、核分裂、および減数分裂。有性生殖の各イベントまたはステージの期間は異なり、これらのイベント間の間隔も、生物の種類によって異なります。
原始的であまり進化していない真菌では、核分裂病は原形質分裂のほぼ直後に発生します。対照的に、より高く、より進化した菌類では、両方の段階の間に間隔があります。
プラスモガミー
プラスモガミーまたは細胞融合は、真菌における有性生殖の最初の段階であり、遺伝的に異なる一倍体細胞である2つの配偶子が融合し、2つの一倍体核を持つ細胞になります。原形質分裂では、2つの親の半数体配偶子の細胞質のみが結合します。
一倍体細胞は、染色体の単一のセットを含み、次のように表されます。二倍体細胞には2組の染色体があります。記号は2nです。
カリオガミー
核分裂と呼ばれる次の段階では、親配偶子の2つの一倍体の核の融合または結合が起こり、二倍体の核を持つ細胞が生じます。
核の融合により、接合体と呼ばれる新しい細胞が作られます。この受精卵の核には、倍数の染色体が含まれています(つまり、2倍体または2nです)。
減数分裂
減数分裂は有性生殖の最終段階であり、染色体の数は再び半分に減少します。減数分裂では、1つの二倍体細胞(2n)が4つの一倍体細胞(n)を生成します。
減数分裂では、新しい細胞の遺伝的組成(または遺伝的負荷)が全過程の前駆配偶子のそれと異なることを保証する染色体組換え過程も起こります。
プラスモガミの種類
真菌は、さまざまな方法を使用して、互換性のある細胞の2つの一倍体核を結合します。つまり、プラスモガミが発生します。
プラスモガミーは、形態が異ならない細胞でより頻繁に発生し、この場合、それはアイソガミーと呼ばれます。それらの細胞質を融合する細胞が異なるサイズであるとき、原形質分裂は、アニソガミーと呼ばれます。
次の5つの主要なタイプのプラズマプラズマ性があります:配偶子融合、配偶子交尾、配偶子融合、精子形成および体細胞分裂。これらのタイプのプラスモガミについては、以下で説明します。
配偶子融合
一部の菌類は、先に見たように、ガメタンジアと呼ばれる性器から放出される特殊な性細胞(配偶子)を生成します。
単細胞配偶子の融合は、それらの両方または少なくとも一方が可動である場合に発生します。胞子の可動性は、彼らが遊泳することを可能にする鞭毛を有することに依存し、その場合、それらは遊走子と呼ばれる。一般に、融合する2つの配偶子は同じサイズであり、アイソグラムの遊走子と呼ばれます。
1つの配偶子が他の配偶子よりも大きい場合があります(アニメーション配偶子)。Chytridiomycota門のMonoblepharis属では、運動性の男性配偶子が男性の配偶子またはアンテリジウムから放出されます。
その後、男性の配偶子は女性の配偶子(卵母細胞と呼ばれる)を貫通し、大きな不動の女性の配偶子(卵球と呼ばれる)を受精させます。
偶然交尾
他の真菌では、2つの配偶子が接触し、核が雄から雌の配偶子に移動します。この場合、配偶子は配偶子として機能します。
このタイプのプラスモガミは、Oomycotaグループの生物で発生します。このグループでは、小さなオスの配偶子(アンテリジア)が受精管を作り、受精管が成長し、分岐し、その後、大きな雌の配偶子(オーゴニウム)と融合します。
受精管により、オスの配偶子の核が細かい貫通ピンを通過し、メスの配偶子(卵球)と融合します。
図2.死んだ幼虫に成長するOomycotaグループの水カビ。このカビは、配偶子交尾型プラズマプラズマを示します。出典:TheAlphaWolf
ガメタンシアの融合
このタイプの原形質分裂では、ガメタンジアが核を融合させます。例えば、Zigomycotaグループの真菌の胞子は形態学的に同一であり、一緒に成長し、融合して接合体または卵を形成する分化した配偶子を形成します。この受精卵は、後に厚い壁の受精卵胞子に変わります。
図3. Zigomycotaグループの真菌の成熟したzygosporangium。ソース:ジョンハウスマン
精子形成
精子形成は、運動性ではなく(鞭毛なし)単核細胞(単一の核を有する)と女性の配偶子との融合からなる。
体母性
さらに進化した菌類の中にはガメタンジアを作らないものもあります。これらの場合、菌体を形成する栄養体細胞糸は、性機能を獲得し、接触し、融合し、核を互いに交換します。
このタイプのプラスモガミは、菌糸や酵母細胞などの栄養的で非性的な構造の融合で起こります。
有性生殖の利点と欠点
性的タイプの生殖には、無性的タイプの生殖と比較していくつかの欠点があります。これらの不利な点には、配偶子を会わせるためのエネルギー消費の増加、生殖の遅延、結果として子孫の減少が含まれます。
一方、有性生殖には、個人間の遺伝的差異を生み出すという利点があります。このタイプの繁殖では、子孫の遺伝的負荷は2人の親の遺伝子に由来し、どちらかと同じではありません。
集団の遺伝的多様性が大きければ大きいほど、その進化速度は大きくなります。遺伝的多様性の高い集団は、環境の変化に対する応答メカニズムが異なります。これは、これらの個体が優れた適応能力を持つ個体を生産できるためです。
参考文献
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