ЧТО ТАКОЕ АНИЗОГАМИЯ ИЛИ ГЕТЕРОГАМИЯ? - БИОЛОГИЯ - 2025

Anisogamia или гетерогамия, является объединением двух половых клеток, называемых anisogametos, которые отличаются по размеру и структуре. Это термин, противоположный изогамии, которая представляет собой объединение двух одинаковых гамет, называемых изогаметами.

В зависимости от типа организма анизогаметы имеют разные характеристики. Например, обе гаметы могут быть жгутиковидными, как у некоторых водорослей, или амебовидными, как у некоторых простейших.

Источник: pixabay.com

При оогамии, которая является вариантом анизогамии у более сложных организмов, маленькая подвижная гамета, часто называемая спермой или пыльцой, оплодотворяет гораздо более крупную неподвижную гамету, называемую яйцеклеткой.

Возникновение анизогамии

Эволюция диплоидных многоклеточных организмов создала необходимые условия для развития анизогамии, которой, как полагают, эволюционно предшествовала изогамия. Гаметы служат только для полового размножения. Анизогамия допускала специализации, связанные с этим типом воспроизводства.

Развитие анизогамии в ее наиболее крайней форме, то есть оогамии, привело к дифференциации мужского и женского пола со всеми вытекающими отсюда последствиями с точки зрения диморфизма, отбора и половых ролей.

По мере роста многоклеточных организмов они часто становились редкостью. Сидячий образ жизни преобладал у растений и многочисленных групп морских животных. Это создавало трудности для встречи мужской и женской гамет.

Самцы специализировались на производстве очень большого количества мелких гамет (микрогамет), способных определять местонахождение и оплодотворять женские гаметы. Самки специализировались на производстве небольшого количества больших и неподвижных гамет (макрогамет), снабженных питательным материалом для развития эмбриона.

Конкуренция спермы и половой отбор

Избыток мужских гамет по отношению к женским, присущий анизогамии, порождает сильную конкуренцию между сперматозоидами или между пыльцой, что способствует отбору как среди мужских гамет, так и среди продуцирующих их особей тех атрибутов, которые благоприятствуют Внесение удобрений.

Половой отбор - это процесс, который способствует развитию благоприятных свойств для спаривания и производства потомства самцами и самками. Половой отбор отвечает за существование характеристик, различающих пол. В целом, чем больше диморфизм полов, тем больше половой отбор.

У самцов половой отбор определяет, что мужские гаметы обладают характеристиками, увеличивающими их вероятность оплодотворения, или что проявляются анатомические и поведенческие признаки, которые способствуют доступу к самкам за счет увеличения их способности успешно ухаживать за ними или бороться с другими самцами за Oни.

У самок половой отбор определяет эволюцию атрибутов, которые помогают им выбирать самцов, которые позволят им производить потомство хорошего генетического качества, или которые обладают территориями или обеспечивают питательные ресурсы, благоприятствующие размножению.

Анизогамия и репродуктивные стратегии

У многих видов животных при поиске партнера самки избирательны, а самцы - нет. Это в основном объясняется тем фактом, что самки производят ограниченное количество яиц, которые они должны хорошо вкладывать. Напротив, самцы производят практически неограниченное количество спермы.

У видов, находящихся под опекой родителей, проблема заключается не только в «дорогих» яйцеклетках и «дешевой» сперме: самки также склонны вкладывать больше средств в потомство, чем самцы. Лактация млекопитающих, выполняемая исключительно самками, является примером этого. Самки тоже рискуют жизнью ради своего потомства.

Если самка спаривается с самцом, несущим дефектные гены, и ее дети из-за этого не достигают зрелости, она теряет свои репродуктивные усилия. Вместо этого самцы могут спариваться с большим количеством самок, передавая свои гены будущим поколениям, независимо от неудач некоторых из их потомков.

Если самцы мало вкладывают средства в гаметы и выращивание своего потомства, они могут использовать сэкономленную энергию, чтобы соревноваться с другими самцами и пытаться спариваться с как можно большим количеством самок, тем самым максимизируя свою репродуктивную способность. Это объясняет мужскую беспорядочную половую связь у многих видов.

Репродуктивные уточнения

Самцы многих видов грызунов производят «копулятивные пробки». Сперма этих самцов затвердевает в репродуктивном тракте самок, предотвращая совокупление других самцов. В качестве контрмеры у некоторых видов самцы могут протыкать пробки, оставленные другими самцами.

У видов, у которых сперматозоиды нескольких самцов обычно соревнуются за оплодотворение яйцеклеток одной и той же самки, самцы, как правило, имеют более крупные яички и дополнительные железы, таким образом производя более концентрированную и обильную сперму.

Самки разработали сложные механизмы, которые облегчают или предотвращают оплодотворение спермой разных самцов. Для этого они используют сокращения мышц, цилиарный ток и различные модели поведения. Куры, например, могут добровольно изгонять сперму у низкорослых петухов.

Спорные

Чарльз Дарвин считал существование гамет одним из самых загадочных аспектов живых существ. Спустя полтора века смысл существования гамет все еще обсуждается.

Изогамия часто встречается у одноклеточных организмов. Напротив, у многоклеточных растений и животных преобладает анизогамия. Утверждалось, что диморфизм размеров на уровне гамет позволяет увеличить объем и сложность тела.

Наиболее распространенные модели для объяснения анизогамии предполагают разрушительный отбор: предпочтение следует отдавать маленьким гаметам, поскольку их можно производить в больших количествах; большие гаметы будут предпочтительнее, потому что они допускают больший размер зиготы, что увеличивает вероятность выживания эмбриона.

Недавно некоторые авторы поставили под сомнение то, что анизогамия является важным фактором в эволюции сексуальных ролей. По их мнению, эти роли могли возникнуть случайно или в результате различий в историях жизни мужчин и женщин.

Однако в настоящее время широкое большинство сходится во мнении, что случайность, возможно, не вызвала стойких половых различий, и что различия в истории жизни мужчин и женщин являются результатом отбора, в конечном итоге определяемого анизогамией.

Ссылки

1. Белл Г. 1978. Эволюция анизогамии. Журнал теоретической биологии, 73, 247–270.
2. Блют, М. 2013. Эволюция анизогамии: больше вопросов, чем ответов. Биологическая теория, 7, 3–9.
3. Да Силва, Дж. 2018. Эволюция полов: конкретная проверка теории подрывного отбора. Экология и эволюция, 8, 207–219.
4. Кодрик-Браун, А., Браун, Дж. Х. 1987. Анизогамия, половой отбор, а также эволюция и поддержание пола. Эволюционная экология, 1, 95-105.
5. Лехтонен, Дж., Паркер, Г.А. 2014. Конкуренция гамет, ограничение гамет и эволюция двух полов. Молекулярное воспроизводство человека, 20, 1161–1168.
6. Рандерсон, Дж. П., Херст, Л. Д. 2002. Сравнительная проверка теории эволюции анизогамии. Труды: Биологические науки, 268, 879–884.
7. Шерер, Л., Роу, Л., Арнквист, Г. 2012. Анизогамия, случайность и эволюция половых ролей. Тенденции в экологии и эволюции, 2012, 1–5.
8. Тогаши, Т., Кокс, Пенсильвания, ред. 2011. Эволюция анизогамии - фундаментального явления, лежащего в основе полового отбора. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
9. Веделл, Н., Гейдж, М.Дж., Паркер, Г.А. 2002. Конкуренция спермы, мужское благоразумие и ограниченное количество спермы женщин. Тенденции в экологии и эволюции, 17, 313–320.