Anizogámia

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Az anizogámia különböző formái: A) motilis sejtek anizogámiája, B) oogámia (petesejt és hímivarsejt C) nem motilis sejtek anizogámiája (petesejt és spermatium)

Az anizogámia (néha még: heterogámia) az ivaros szaporodás olyan formája, melyben az összeolvadó ivarsejtek (gaméták) morfológiailag különböznek (méretben, vagy méretben és alakban is)[1]

A kisebb ivarsejtet hím- (spermium), a nagyobbikat nőivarúnak (petesejt) nevezzük.

Az anizogámiának több típusa lehetséges. Rendelkezhet mindkét fajta gaméta ostorral, és így motilisak lehetnek. Az anizogámia másik fajtájánál egyik fajta gamétának sincs ostora – ez a helyzet néhány algánál és a növényeknél. A Polysiphonia vörösmoszat esetében a nagyméretű, mozgásképtelen petesejteket kisméretű, szintén mozgásképtelen spermatiumok termékenyítenek meg. A zárvatermők ivarsejtei gametofitonokban fejlődő, önálló mozgásra képtelen sejtek.

Az állatokban előforduló heterogámia neve oogámia. Oogámia esetén a nagyméretű, nem motilis petesejtet (ovum) apró, motilis spermium (spermatozoon) termékenyíti meg. A petesejt hosszú élettartamra, az apró spermium pedig mozgékonyságra és sebességre van optimalizálva. A petesejt mérete és erőforrásai lehetővé teszik, hogy az úszó spermiumokat vonzó feromonokat termeljen.[2]

Az anizogámia evolúciója[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az anizogámia a kisméretű (spermium) és nagyméretű (petesejt) ivarsejtek megtermékenyülésének jelensége. A gaméták méretkülönbsége jelenti az alapvető különbséget a hím- és nőivar között. Az anizogámia elsőként a többsejtű, haploid fajokban fejlődött ki, miután a különböző párosodási típusok elkülönülése már megtörtént.

Két fő elmélet létezik az anizogámia kifejlődésének magyarázatára. Az első a hímivarsejtek versengése és a spermiumok önzősége;[3][4] a másik elmélet a különböző párosodási típusok közötti, a megtermékenyülés kockázatait kezelő kooperációra fókuszál.[5][6] Mindkét elmélet azt feltételezi, hogy az anizogámia diverzifikáló szelekció útján jutott érvényre egy ősi, izogám populációban, és hogy létezik egy kompromisszum a nagyobb ivarsejtszám és az egyes ivarsejtek kisebb fitnesze között, mivel adott egyed csak bizonyos mértékig képes befektetni a saját szaporodásába.[7]

A hímivarsejtek versengésének Geoff Parker által felállított elmélete volt az első, ami megkísérelt magyarázatot adni az anizogámiára. Elgondolása szerint, mivel a zigóták mérete mindkét fajta gaméta méretétől függ, ezért ha csak az egyik fajta gaméta mérete csökken le, az átlagos zigótaméret a felénél kisebbre nem fog lecsökkenni, így nagy nyereség adódhat a gaméta méretcsökkentéséből a darabszám nagymérvű növelése érdekében. Ekkor a sok, apró gaméta még mindig „élősködhet” a nagyméretű gamétákon a gének átadásakor. Ezért a nagyméretű gamétáknak növelniük kell a méretüket, hogy kompenzálják a zigóták tápanyagának csökkenését. Így a hímivarsejtek versengése, ami eredetileg a gaméták számának növelése irányába ható szelekciós erő volt, végső soron a kétfajta gaméta méretkülönbségének okává is vált, és így a spermiumok és petesejtek kifejlődésének okává is.

A versengés azonban nem csak a spermiumok, hanem a petesejtek között is létezik. Parker elmélete nem nyújt magyarázatot arra nézve, hogy miért éppen a hímivarsejtek a kisebbek és nem a petesejtek, illetve hogy mi okozta a proto-spermiumok és proto-petesejtek egyenlőtlenségét. A helyzet az, hogy egy újabb keletű matematikai modell[6] szerint a hímivarsejtek versengése az anizogámia kifejlődésének sem nem szükséges, sem nem elégséges feltétele. Bár a versengés váltotta ki a hímivarsejtek egyre kisebbé (de még éppen funkcionálissá) válását, de csak azután, hogy az anizogámia és a hímivarsejtek kisebb mérete már kifejlődött! Az anizogámia kifejlődésének valódi oka a megtermékenyítés kockázata lehet. A többsejtű élőlények párzásakor fontos problémája az ivarsejtek transzportálásának kérdése a megtermékenyülés helyére, ami legalább az egyik párosodási típusnál kifejlődik, mivel a különböző egyedek ivarsejtjei általában nem kerülnek közvetlen érintkezésbe. A transzportálás azonban a kudarc valamilyen valószínűségét hordozza magában, így a megtermékenyítés egy kockázati tényezője. Ha ez a kockázat megnő, az egyik párosodási típus ivarsejtjeinek kisebbé kell válniuk, hogy a darabszám növelésével csökkentsék a kockázatot, a másik párosodási típus ivarsejtjeinek pedig nagyobbá kell válniuk, hogy kompenzálják a zigóták tápanyagának csökkenését. A transzportált, illetve mobilisabb ivarsejtek méretcsökkenése és végül spermiummá alakulása nagyobb előnnyel jár, lényegében mivel nagyobb kockázattal néznek szembe; ugyanis számukra a megtermékenyítés kudarcos lehet akkor is, ha más transzportált ivarsejtek is ugyanazzal a (másik párosodási típusba tartozó) ivarsejttel találkoznak. Végezetül, a transzportált ivarsejtek jobban szétszóródnak, és így kevesebb a „testvéri versengés” közöttük, ami szintén a nagyobb gamétaszámnak kedvez.

Tehát, a megtermékenyítés kockázatai és az ennek a kezelésére irányuló, különböző párosodási típusok közötti kooperáció voltak az okai az anizogámia kifejlődésének. Spermiumok fejlődtek ki, hogy megnöveljék a megtermékenyítési események valószínűségét, és petesejtek, hogy kompenzálják a tápanyag csökkenését. Ráadásul, ha a petesejtek nagyobbra nőnek, akkor a spermiumok még kisebbé válhatnak, és fordítva. Ez a kooperáció lehet az oka annak, hogy nagyon sok élőlény spermiumai rendkívül apró méretűek, petesejtjei pedig rendkívül nagyok.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. http://www.thefreedictionary.com/anisogamy
  2. Dusenbery, David B.. Chapter 20, Living at Micro Scale. Cambridge, Mass: Harvard University Press (2009). ISBN 978-0-674-03116-6 
  3. Parker, G.A., et al., 1972. The origin and evolution of gamete dimorphism and the male–female phenomenon. J. Theor. Biol. 36, 181–198.
  4. Parker, G.A., 1982. Why are there so many tiny sperm? Sperm competition and the maintenance of two sexes. J. Theor. Biol. 96, 281–294.
  5. Dusenbery, D.B., 2006. Selection for high gamete encounter rates explains the evolution of anisogamy using plausible assumptions about size relationships of swimming speed and duration. J. Theor. Biol. 241, 33–38.
  6. ^ a b Jiang-Nan Yang (2010.). „Cooperation and the evolution of anisogamy”. Journal of Theoretical Biology 264, 24 - 36. o. DOI:10.1016/j.jtbi.2010.01.019. ISSN 0022-5193.  
  7. (2002.) „The evolution of anisogamy: a game-theoretic approach”. Proc. R. Soc. Lond. B 269 (1507), 2381–2388. o. DOI:10.1098/rspb.2002.2161. PMID 12495507.  

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Anisogamy című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]