ЩО ТАКЕ АНІЗОГАМІЯ ЧИ ГЕТЕРОГАМІЯ? - БІОЛОГІЯ - 2025

Anisogamia або гетерогамия, є об'єднанням двох статевих клітин, які називаються anisogametos, які відрізняються за розміром і структурою. Це протилежний термін ізогамії, який є об'єднанням двох подібних гамет, званих ізогаметами.

Залежно від типу організму, анізогамети мають різні характеристики. Наприклад, обидві гамети можуть бути джгутиковими, як у деяких водоростей, або амебоїдами, як це відбувається у деяких найпростіших.

Джерело: pixabay.com

В оогамії, яка є варіантом анізогамії у більш складних організмів, невелика рухлива гамета, яку часто називають спермою, або пилком, запліднює набагато більшу, нерухому гамету, яку називають яйцеклітиною.

Виникнення анізогамії

Еволюція диплоїдних багатоклітинних організмів створила необхідні умови для розвитку анізогамії, якій, як вважають, еволюційно передувала ізогамія. Гамети служать лише для статевого розмноження. Анізогамія дозволяла проводити спеціалізації, пов'язані з цим типом відтворення.

Прогресування анізогамії до її найбільш крайньої форми, тобто оогамії, призвело до диференціації чоловічої та жіночої статі, причому все це має на увазі диморфізм, добір та сексуальні ролі.

Оскільки багатоклітинні організми зростали, вони часто ставали рідкісними. Сидячі звички переважали у рослин і численних груп морських тварин. Це створило труднощі для зустрічі чоловічих і жіночих гамет.

Самці спеціалізуються на виробництві дуже великої кількості малих гамет (мікрогамет), здатних розміщувати та запліднювати жіночі гамети. Самки спеціалізуються на виробництві невеликої кількості великих і нерухомих гамет (макрогаметів), забезпечених живильним матеріалом для розвитку ембріона.

Конкуренція сперми та сексуальний відбір

Надлишок чоловічих гамет по відношенню до жіночої притаманної анізогамії породжує сильну конкуренцію між спермою або між пилком, що сприяє селекції, як серед чоловічих гамет, так і у осіб, які їх виробляють, тих ознак, які сприяють запліднення.

Сексуальний відбір - це процес, який сприяє розвитку вигідних ознак спаровування та виробництва потомства самцями і жінками. Сексуальний відбір відповідає за наявність ознак, які відрізняють статі. Взагалі, чим більше диморфізм між статями, тим більший статевий відбір.

У самців сексуальний відбір визначає, що гамети чоловічої статі мають характеристики, що збільшують їх вірогідність запліднення, або з'являються анатомічні та поведінкові ознаки, які сприяють доступу до жінок, збільшуючи їх здатність успішно судити їх або боротися з іншими самцями за Вони.

У жінок статевий відбір визначає еволюцію ознак, які допомагають їм вибирати самців, що дозволить їм виробляти потомство хорошої генетичної якості, або які володіють територіями або забезпечують поживні ресурси, що сприяють розмноженню.

Анізогамія та репродуктивні стратегії

У багатьох видів тварин, шукаючи пару, самки виборчі, а самці - ні. В основному це пояснюється тим, що самки виробляють обмежену кількість яєць, які вони повинні добре інвестувати. На відміну від цього, чоловіки виробляють практично необмежену кількість сперми.

Для видів, що мають батьківські турботи, питання не є лише питанням "дорогих" яєць та "дешевих" сперматозоїдів: жінки також прагнуть більше інвестувати в потомство, ніж чоловіки. Лактація ссавців, виконувана виключно самками, є прикладом цього. Жінки також ризикують життям для своїх молодих.

Якщо жінка спаровується з чоловіком, який несе дефектні гени, а її діти через це не досягають зрілості, вона втрачає свої репродуктивні зусилля. Натомість, самці можуть спаровуватися з великою кількістю самок, передаючи свої гени майбутнім поколінням, незалежно від збою деяких своїх потомства.

Якщо самці мало вкладають гроші в гамети і в виховання свого потомства, вони можуть використовувати заощаджену енергію, щоб конкурувати з іншими самцями, і спробувати спаровуватися з якомога більшою кількістю самок, максимально збільшуючи їх репродуктивну здатність. Це пояснює чоловічу сексуальну розбещеність у багатьох видів.

Відтворювальні удосконалення

Самці багатьох видів гризунів виробляють «копуляційні пробки». Сперма цих самців твердне всередині репродуктивного тракту самок, запобігаючи копуляції іншими самцями. Як контрзахід, у деяких видів самці здатні проколоти пробки, залишені іншими самцями.

У видів, у яких сперматозоїди декількох самців конкурують за запліднення яйцеклітин однієї і тієї ж самки, самці, як правило, мають більші яєчки та допоміжні залози, тим самим утворюючи більш концентровану та рясну сперму.

У самок розвинулися складні механізми, які полегшують або перешкоджають заплідненню спермою різних самців. Для цього вони використовують скорочення м’язів, циліарні струми та різні форми поведінки. Наприклад, курчата можуть добровільно вигнати сперму з півнів низького рівня.

Суперечки

Чарльз Дарвін вважав існування гамет одним з найбільш загадкових аспектів живих істот. Через півтора століття пізніше дискусія про виникнення гамет все ще дискутується.

Ізогамія поширена в одноклітинні організми. Навпаки, анізогамія переважає у багатоклітинних рослин і тварин. Стверджувалося, що диморфізм розмірів на рівні гамет дозволяє збільшувати об'єм та складність тіла.

Найбільш прийняті моделі, що пояснюють анізогамію, викликають руйнівний вибір: малі гамети будуть вигідні, оскільки вони можуть вироблятися у великій кількості; великі гамети будуть вигідні, оскільки вони дозволяють збільшити розмір зиготи, що збільшить ймовірність виживання ембріона.

Останнім часом деякі автори сумніваються, що анізогамія є важливим фактором еволюції сексуальних ролей. За їх словами, ці ролі могли виникнути випадково або внаслідок відмінностей в історії життя чоловіків і жінок.

Однак сьогоднішній консенсус більшості полягає в тому, що випадковість не могла спричинити послідовних розбіжностей за статтю, і що розбіжності в історії життя чоловіків і жінок є результатом відбору в кінцевому рахунку, визначеного анізогамією.

Список літератури

1. Белл, Г. 1978. Еволюція анізогамії. Журнал теоретичної біології, 73, 247–270.
2. Блют, М. 2013. Еволюція анізогамії: більше запитань, ніж відповідей. Біологічна теорія, 7, 3–9.
3. Da Silva, J. 2018. Еволюція статей: специфічний тест теорії руйнівного відбору. Екологія та еволюція, 8, 207–219.
4. Кодрік-Браун, А., Браун, JH 1987. Анізогамія, сексуальний відбір, еволюція та підтримка сексу. Еволюційна екологія, 1, 95-105.
5. Lehtonen, J., Parker, GA 2014. Конкуренція в грі, обмеження гамет та еволюція двох статей. Молекулярна репродукція людини, 20, 1161–1168.
6. Randerson, JP, Hurst, LD 2002. Порівняльний тест теорії еволюції анізогамії. Праці: Біологічні науки, 268, 879–884.
7. Schärer, L., Rowe, L., Arnqvist, G. 2012. Анізогамія, випадковість та еволюція статевих ролей. Тенденції екології та еволюції, 2012, 1–5.
8. Тогасі, Т, Кокс, Пенсільванія, ред. 2011. Еволюція анізогамії - фундаментальне явище, що лежить в основі сексуального відбору. Cambridge University Press, Кембридж.
9. Wedell, N., Gage, MJG, Parker, GA 2002. Конкуренція сперматозоїдів, розсудливість чоловіків та жінок, обмежених спермою. Тенденції екології та еволюції, 17, 313–320.