Anizogámia
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 ivarsejtjei 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]
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]
- ↑ http://www.thefreedictionary.com/anisogamy
- ↑ Dusenbery, David B.. Chapter 20, Living at Micro Scale. Cambridge, Mass: Harvard University Press (2009). ISBN 978-0-674-03116-6
- ↑ Parker, G.A., et al., 1972. The origin and evolution of gamete dimorphism and the male–female phenomenon. J. Theor. Biol. 36, 181–198.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ (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]
Ez a szócikk részben vagy egészben az Anisogamy című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.