ما هو PLASMOGAMY؟ - مادة الاحياء - 2025

و plasmogamia هو مرحلة التكاثر الجنسي فيها انصهار cytoplasms الأمشاج أو الخلايا الجنسية يحدث دون انصهار النواة. يعتبر Plasmogamy شائعًا في الفطريات ، كونه المرحلة الأولى من التكاثر الجنسي. يمكن أن يحدث أيضًا في الخلايا النباتية والحيوانية التي تم دمجها واستزراعها.

الجاميطات هي خلايا خاصة ، متمايزة عن الخلايا الأخرى للكائن الحي ، بسبب مورفولوجيتها والوظيفة الإنجابية التي تؤديها. في بعض الحالات ، لا تحدث عملية plasmogamy بين الأمشاج المتمايزة ولكن بين الخلايا الجسدية غير المتمايزة (plasmogamy-type plasmogamy).

الشكل 1. المراحل المختلفة لتطور مشيج الأنثى (Oogonio) من Saprolegnia sp. (أوميكوتا). أ: الأوغونيوم غير الناضج ، ب: تطوير الأوغونيوم ؛ C: الأوغونيوم الناضج ، D: البيض. المصدر: جون هاوسمان

بعد فترة من النمو المكثف ، تدخل الفطريات مرحلة التكاثر ، وتشكل وتحرر أعدادًا كبيرة من الجراثيم. تكون الجراثيم بشكل عام أحادية الخلية ويتم إنتاجها عن طريق تجزئة المفطورة أو داخل الهياكل المتخصصة مثل sporangia أو sporophores أو gametangia ، من بين أمور أخرى.

يمكن إنتاج الجراثيم اللاجنسي أو غير المباشر في التكاثر الجنسي. يتضمن التكاثر الجنسي في الفطريات ، وكذلك في الكائنات الحية الأخرى ، اندماج نواتين تحتويان على المعلومات الجينية لكل فرد من الوالدين. تلتقي النوى جسديًا عندما تتحد خليتان جنسيتان أو أمشاج.

مراحل التكاثر الجنسي للفطريات

يمكن تعريف التكاثر الجنسي على أنه آلية تجدد باستمرار العبء الجيني للأفراد من الأنواع البيولوجية. إنه مصدر مهم للتنوع الجيني ، مما يسمح بقدرة أكبر على التكيف مع الظروف البيئية الجديدة.

تتميز عملية التكاثر الجنسي للفطريات بخصائص فريدة ومميزة لهذه المملكة.

في الكائنات حقيقية النواة الأخرى (مع نوى وعضيات محاطة بأغشية) ، مثل النباتات والحيوانات والطلائعيات (حقيقيات النوى البسيطة جدًا ، بدون أنسجة متمايزة) ، ينطوي الانقسام الخلوي على انحلال وإعادة بناء الغشاء النووي.

في الفطريات ، يظل الغشاء النووي سليمًا طوال العملية بأكملها ؛ في بعض الأنواع ، وهي استثناء ، ينكسر الغشاء النووي ولكن جزئيًا فقط.

يحدث التكاثر الجنسي للفطريات على ثلاث مراحل: plasmogamy و karyogamy و meiosis. تختلف مدة كل حدث أو مرحلة من مراحل التكاثر الجنسي ، كما تختلف الفترات الفاصلة بين هذه الأحداث ، اعتمادًا على نوع الكائن الحي.

في الفطريات البدائية الأقل تطورًا ، يحدث karyogamy على الفور تقريبًا بعد plasmogamy. في المقابل ، في الفطريات الأعلى والأكثر تطورًا ، هناك فاصل بين المرحلتين.

بلاسموجامي

إن اندماج البلازموغامي أو اندماج الخلية هو المرحلة الأولى من التكاثر الجنسي في الفطريات ، حيث يندمج اثنان من الأمشاج التي تكون خلايا أحادية الصبغية مختلفة وراثيًا ، مما ينتج عنه خلية بها نواتان أحاديان العدد. في plasmogamy ، تتحد السيتوبلازم فقط من الأمشاج الفردية الأبوية.

تحتوي الخلايا أحادية الصيغة الصبغية على مجموعة واحدة من الكروموسومات ويتم تمثيلها على النحو التالي: n. تحتوي الخلايا ثنائية الصبغيات على مجموعتين من الكروموسومات ؛ يرمز لها على النحو التالي: 2n.

Karyogamy

في المرحلة التالية ، التي تسمى karyogamy ، يحدث اندماج أو اتحاد نواتين أحادي الصبغيات في الأمشاج الأبوية ، مما يؤدي إلى ظهور خلية ذات نواة ثنائية الصبغيات.

مع اندماج النوى ، يتم إنتاج خلية جديدة تسمى الزيجوت. تحتوي نواة هذه الزيجوت على عدد مضاعف من الكروموسومات (أي أنها ثنائية الصبغيات أو 2 ن).

الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو المرحلة الأخيرة من التكاثر الجنسي ، حيث يتم تقليل عدد الكروموسومات بمقدار النصف مرة أخرى. في الانقسام الاختزالي ، تنتج خلية ثنائية الصبغة (2 ن) أربع خلايا أحادية العدد (ن).

في الانقسام الاختزالي ، تحدث أيضًا عمليات إعادة تركيب الكروموسوم التي تضمن أن التركيب الجيني (أو الحمل الجيني) للخلايا الجديدة يختلف عن تكوين الأمشاج الأولية للعملية بأكملها.

أنواع البلازما

تستخدم الفطريات مجموعة متنوعة من الطرق للانضمام إلى نواتين فرديتين من الخلايا المتوافقة ، أي حدوث تزاوج البلازما.

يحدث Plasmogamy بشكل متكرر في الخلايا التي لا تختلف في التشكل وفي هذه الحالة يطلق عليه isogamy. عندما تكون الخلايا التي تندمج السيتوبلازم ذات أحجام مختلفة ، فإن البلازوجامي تسمى تباين الزوجات.

هناك 5 أنواع رئيسية من plasmogamy وهي كالتالي: الاندماج المشيجي ، الجماع المشيجي ، الاندماج المشيجي ، التنطيط والتزاوج الجسدي. هذه الأنواع من plasmogamy موصوفة أدناه.

اندماج الجاميت

تنتج بعض الفطريات خلايا جنسية متخصصة (أمشاج) يتم إطلاقها من أعضاء جنسية تسمى gametangia ، كما رأينا سابقًا.

يحدث اندماج الأمشاج أحادية الخلية في حالة أن كلاهما أو أحدهما على الأقل متحرك. تعتمد حركة الجراثيم على وجود سوط يسمح لها بدفع نفسها للسباحة ، وفي هذه الحالة تسمى الأبواغ الحيوانية. بشكل عام ، يكون الأمشاجان اللذان يندمجان بنفس الحجم ويطلق عليهما الأبواغ الحيوانية المتجانسة.

قد يكون الأمر في بعض الأحيان أن يكون أحد الأمشاج أكبر من الآخر (الأمشاج المتباينة). في جنس Monoblepharis من phylla Chytridiomycota ، يتم إطلاق الأمشاج الذكورية المتحركة من المشيمة الذكرية أو antheridium.

في وقت لاحق ، تخترق الأمشاج الذكرية مشيجًا أنثويًا (تسمى الأوغونيوم) وتخصب الأمشاج الأنثوية الكبيرة غير المتحركة (تسمى أووسفير).

الجماع الجاميتاني

في الفطريات الأخرى ، يتلامس اثنان من المشيجين وتنتقل النواة من الذكر إلى الأنثى المشيجية. في هذه الحالة ، تعمل gametangia بمثابة أمشاج.

يحدث هذا النوع من plasmogamy في الكائنات الحية من مجموعة Oomycota ، حيث تنتج الذكورية المشيمية الصغيرة (antheridia) أنابيب إخصاب تنمو وتتفرع ثم تندمج مع الأمشاج الأنثوي الأكبر (oogonium).

تسمح أنابيب الإخصاب بنوى الأمشاج الذكرية بالمرور من خلال دبوس اختراق دقيق وتندمج مع الأمشاج الأنثوية (أووسفير).

الشكل 2. قالب ماء مجموعة Oomycota ينمو على اليرقات الميتة. يعرض هذا القالب plasmogamy من نوع الجماع. المصدر: TheAlphaWolf

اندماج المشيمة

في هذا النوع من plasmogamy ، تندمج gametangia وتوحد نواتها. على سبيل المثال ، تكون جراثيم الفطريات من مجموعة Zigomycota متطابقة شكليًا ، وتنمو معًا وتشكل gametangia متمايزة تندمج لتشكل بيضة أو بيضة. يتحول هذا الزيجوت لاحقًا إلى زيجوسبور سميك الجدران.

الشكل 3. zygosporangium الناضجة لفطر من مجموعة Zigomycota. المصدر: جون هاوسمان

نطفة

يتكون النطاف من اندماج الخلايا أحادية النواة (مع نواة واحدة) ، غير المتحركة (بدون السوط) ، مع الأنثى المشيمية.

Somatogamy

بعض الفطريات المتطورة لا تنتج الذعر المشيجي. في هذه الحالات ، تكتسب الواصلة الجسدية الخضرية التي تشكل جسم الفطر الوظيفة الجنسية ، وتتلامس ، وتندمج وتتبادل نواتها مع بعضها البعض.

يحدث هذا النوع من plasmogamy مع اندماج البنى الخضرية غير الجنسية ، مثل خلايا الواصلة والخميرة.

مزايا وعيوب التكاثر الجنسي

تكاثر النوع الجنسي له بعض العيوب مقارنة بالتكاثر من النوع اللاجنسي. تشمل هذه العيوب زيادة إنفاق الطاقة في جعل الأمشاج تتقابل ، وتكاثر أبطأ ، ونسل أقل نتيجة لذلك.

من ناحية أخرى ، يتمتع التكاثر الجنسي بميزة إنتاج التنوع الجيني بين الأفراد. في هذا النوع من التكاثر ، يأتي الحمل الجيني للأحفاد من جينات الوالدين ، وهو ليس مطابقًا لجينات أي منهما.

كلما زاد التباين الجيني في مجموعة سكانية ، زادت سرعة تطورها. لدى السكان ذوي التباين الوراثي العالي آليات استجابة مختلفة للتغيرات في بيئتهم ، حيث يمكن أن ينتجوا أفرادًا يتمتعون بقدرات تكيفية فائقة.

المراجع

1. Alexopoulus، CJ، Mims، CW and Blackwell، M. Editors. (تسعة وتسعون وستة وتسعون). مقدمة علم الفطريات. 4th الطبعة. نيويورك: جون وايلي وأولاده.
2. Clark، J. and Haskins، EF (2013). دورة التكاثر النووية في الفطريات الفطرية: مراجعة. ميكوسفير. 4 (2): 233-248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
3. دايتون ، ج. (2016). عمليات النظام البيئي للفطريات. الطبعة الثانية. بوكا راتون: مطبعة اتفاقية حقوق الطفل.
4. كافانا ، محرر ك. (2017). الفطريات: علم الأحياء والتطبيقات. نيويورك: جون وايلي.
5. أشتون جي دي وداير بي إس (2016). التطور الجنسي في الفطريات واستخداماتها في أنظمة التعبير الجيني. في: Schmoll M. ، Dattenböck C. (محرران) أنظمة التعبير الجيني في الفطريات: التطورات والتطبيقات. علم الأحياء الفطري. سبرينغر.