KAJ JE ANISOGAMIJA ALI HETEROGAMIJA? - BIOLOGIJA - 2025

Anisogamia ali heterogamiji je združitev dveh gamet, ki se imenuje anisogametos, ki se razlikujejo po velikosti in strukturi. To je nasprotni izraz izogamiji, ki je združitev dveh podobnih gameta, imenovanih izogameti.

Anisogameti imajo glede na vrsto organizma različne značilnosti. Na primer, obe gameti sta lahko flagelatni, kot pri nekaterih algah, ali ameboidni, kot se pojavlja v nekaterih protozojih.

Vir: pixabay.com

V oogamiji, ki je varianta anizogamije pri bolj zapletenih organizmih, majhna mobilna gameta, ki jo pogosto imenujemo sperma ali cvetni prah, oplodi veliko večjo, nepokretno gameto, imenovano jajčnik.

Pojav anisogamije

Evolucija diploidnih večceličnih organizmov je ustvarila potrebne pogoje za razvoj anizogamije, za katero naj bi evolucijsko veljala izogamija. Gamete služijo samo za spolno razmnoževanje. Anisogamija je omogočala specializacije, povezane s to vrsto reprodukcije.

Napredovanje aisogamije proti njeni najbolj skrajni obliki, to je oogamy, je privedlo do diferenciacije moškega in ženskega spola, z vsem tem, kar pomeni v smislu dimorfizma, selekcije in spolnih vlog.

Ko so večcelični organizmi postajali večji, so pogosto postali redki. V rastlinah in številnih skupinah morskih živali so prevladovale sedeče navade. To je ustvarilo težave pri srečanju moške in ženske gamete.

Moški, specializirani za proizvodnjo zelo velikega števila majhnih gameta (mikrogames), ki so sposobne locirati in gnojiti ženske gamete. Samice so se specializirale za proizvodnjo majhnega števila velikih in nepremičnih gameta (makrogameta), ki so bile opremljene s hranilnim materialom za razvoj zarodka.

Konkurenca semenčic in spolna selekcija

Presežek moških spolnih celic v primerjavi z žensko, ki je del anizogamije, povzroča močno konkurenco med spermo ali med cvetnim prahom, kar daje prednost izbiri med moškimi gametami in posamezniki, ki jih proizvajajo, tistih lastnosti, ki so naklonjene gnojenje.

Seksualna selekcija je postopek, ki daje prednost razvoju koristnih lastnosti za parjenje in proizvodnjo potomcev samcev in samic. Seksualna izbira je odgovorna za obstoj značilnosti, ki razlikujejo spole. Na splošno velja, da večji je dimorfizem med spoloma, večji je tudi spolni izbor.

Pri samcih spolni izbor določa, da imajo moški gamete značilnosti, ki povečujejo verjetnost oploditve ali da se pojavljajo anatomske in vedenjske lastnosti, ki dajejo prednost samicam s povečanjem njihove sposobnosti za uspešno sodišče ali za boj proti drugim samcem za oni.

Pri samicah spolna selekcija določa razvoj lastnosti, ki jim pomagajo izbrati samce, ki jim bodo omogočili, da bodo rodili potomce dobre genetske kakovosti ali ki imajo ozemlja ali zagotavljajo prehranske vire, ki spodbujajo rejo.

Anisogamija in reproduktivne strategije

Pri mnogih vrstah živali so samice, ko iščejo par, selektivne, samci pa ne. To gre pripisati predvsem dejstvu, da samice proizvedejo omejeno število jajc, ki jih morajo dobro vložiti. V nasprotju s tem samci proizvajajo skoraj neomejeno količino sperme.

Pri vrstah s starševsko skrbjo ne gre samo za vprašanje "dragih" jajčec in "poceni" sperme: samice se tudi bolj trudijo vlagati v potomce kot samci. Primer tega je dojenje sesalcev, ki ga izvajajo izključno samice. Tudi samice tvegajo življenje za svoje mladiče.

Če se samica pari z moškim, ki nosi okvarjene gene, in njeni otroci zaradi tega ne dosežejo zrelosti, izgubi reproduktivni napor. Moški se namesto tega lahko parijo z velikim številom samic, pri čemer svoje gene prenašajo na prihodnje generacije, ne glede na to, ali so nekateri njihovi potomci odpovedali.

Če samci vlagajo malo v gamete in v vzgojo svojih potomcev, lahko porabljeno energijo porabijo za konkurenco z drugimi samci in se poskušajo pariti s čim več samic in tako povečati svojo reproduktivno sposobnost. To pojasnjuje moško spolno promiskuitetnost pri mnogih vrstah.

Reproduktivne izboljšave

Samci mnogih vrst glodalcev proizvajajo "kopulacijske čepe." Sperma teh samcev se strdi v reproduktivnem traktu samic, kar preprečuje kopulacijo drugih samcev. Kot protiukrep so pri nekaterih vrstah samci sposobni prebiti čepe, ki so jih pustili drugi samci.

Pri vrstah, pri katerih je navadno, da se spermiji več moških tekmujejo za oploditev jajčec iste samice, imajo samci ponavadi večje testise in pomožne žleze, s čimer nastajajo bolj koncentrirane in obilne semenčice.

Samice so razvile prefinjene mehanizme, ki olajšajo ali preprečijo oploditev s semenčicami različnih samcev. Za to uporabljajo krčenje mišic, ciliarni tok in različna vedenja. Kokoši, na primer, lahko prostovoljno izločijo spermo iz nizko postavljenih petelinov.

Spori

Charles Darwin je obstoj gameta obravnaval kot enega najbolj zagonetnih vidikov živih bitij. Stoletje in pol pozneje je še vedno v razpravi o razlogu za igrače.

Izogamija je pogosta pri enoceličnih organizmih. Nasprotno pa pri večceličnih rastlinah in živalih prevladuje anisogamija. Trdimo, da dimorfizem velikosti na ravni gameta omogoča povečanje telesne prostornine in zahtevnosti.

Najbolj sprejeti modeli za razlago anisogamije prizivajo k moteči izbiri: majhni gameti bi bili naklonjeni, ker jih je mogoče proizvajati v velikem številu; dajejo prednost velikim gametam, ker omogočajo večjo velikost zigote, kar bi povečalo verjetnost preživetja zarodkov.

V zadnjem času so nekateri avtorji podvomili, da je anisogamija pomemben dejavnik v razvoju spolnih vlog. Po njihovem mnenju bi lahko te vloge nastale naključno ali kot posledica razlik v zgodovini življenja samcev in samic.

Vendar je trenutno široko večinsko soglasje, da slučajnost morda ni povzročila doslednih razlik med spoloma in da so razlike v zgodovini moškega in ženskega življenja rezultat izbire, ki jo na koncu določi anisogamija.

Reference

1. Bell, G. 1978. Evolucija anisogamije. Časopis za teoretsko biologijo, 73, 247–270.
2. Blute, M. 2013. Evolucija anisogamije: več vprašanj kot odgovorov. Biološka teorija, 7, 3–9.
3. Da Silva, J. 2018. Evolucija spolov: specifičen test teorije moteče izbire. Ekologija in evolucija, 8, 207–219.
4. Kodric-Brown, A., Brown, JH 1987. Anisogamy, seksualna selekcija ter evolucija in vzdrževanje spola. Evolucijska ekologija, 1, 95–105.
5. Lehtonen, J., Parker, GA 2014. Konkurenca v gametah, omejevanje gamete in evolucija obeh spolov. Molekularna reprodukcija človeka, 20, 1161–1168.
6. Randerson, JP, Hurst, LD 2002. Primerjalni test teorije za razvoj anisogamije. Zbornik: Biološke znanosti, 268, 879–884.
7. Schärer, L., Rowe, L., Arnqvist, G. 2012. Anisogamy, priložnost in razvoj spolnih vlog. Trendi v ekologiji in evoluciji, 2012, 1–5.
8. Togashi, T, Cox, PA, eds. 2011. Evolucija anisogamije - temeljni pojav spolnega izbora. Cambridge University Press, Cambridge.
9. Wedell, N., Gage, MJG, Parker, GA 2002. Trendi v ekologiji in evoluciji, 17, 313–320.