CO JE PLAZMOGAMIE? - BIOLOGIE - 2026

Plasmogamia je stadium pohlavního rozmnožování, ve kterých fúze cytoplazem gamet nebo pohlavních buněk dochází bez fúze jejich jader. Plazmogamie je běžná u hub, která je první fází jejich sexuální reprodukce. Může se také vyskytovat v rostlinných a živočišných buňkách, které byly fúzovány a kultivovány.

Gamety jsou speciální buňky, které se liší od ostatních buněk organismu, a to díky své morfologii a reprodukční funkci, kterou plní. V některých případech se proces plazmogamie nevyskytuje mezi diferencovanými gametami, ale mezi nediferencovanými somatickými buňkami (plazmogamie typu somatogamy).

Obrázek 1. Různé fáze vývoje ženského gametangia (Oogonio) Saprolegnia sp. (Oomycota). A: nezralý oogonium, B: vyvíjející se oogonium; C: zralý oogonium, D: vejce. Zdroj: Jon Houseman

Po období intenzivního růstu houby vstoupí do reprodukční fáze a vytvoří a uvolní velké množství spór. Spóry jsou obecně jednobuněčné a jsou produkovány mimo jiné fragmentací mycelia nebo ve specializovaných strukturách, jako jsou sporangie, sporophores nebo gametangia.

Spóry mohou být produkovány asexuálně nebo nepřímo při sexuální reprodukci. Sexuální reprodukce v plísních i v jiných organismech zahrnuje fúzi dvou jader, která obsahují genetické informace každého rodiče. Nuklei se fyzicky setkají, když se spojí dvě sexuální buňky nebo gamety.

Fáze pohlavní reprodukce hub

Sexuální reprodukce může být definována jako mechanismus, který neustále obnovuje genetickou zátěž jedinců biologického druhu. Je to důležitý zdroj genetické variability, který umožňuje větší kapacitu přizpůsobit se novým podmínkám prostředí.

Proces pohlavní reprodukce hub má jedinečné a zvláštní vlastnosti tohoto království.

V jiných eukaryotických organismech (s jádry a organely uzavřenými s membránami), jako jsou rostliny, zvířata a protisté (velmi jednoduché eukaryoty, bez diferencovaných tkání), dělení buněk zahrnuje rozpuštění a rekonstrukci jaderné membrány.

V houbách zůstává jaderná membrána po celý proces nedotčená; u některých druhů, které jsou výjimkou, se jaderná membrána zlomí, ale pouze částečně.

K sexuální reprodukci hub dochází ve třech stádiích: plazmogamie, karyogamie a meióza. Doba trvání každé události nebo stádia sexuální reprodukce se liší a intervaly mezi těmito událostmi jsou také různé v závislosti na typu organismu.

U primitivních, méně vyvinutých hub se karyogamie vyskytuje téměř okamžitě po plazmogamii. Naproti tomu u vyšších a více vyvinutých hub je interval mezi oběma stádii.

Plazmogamie

Plazmogamie nebo buněčná fúze je prvním stupněm sexuální reprodukce v houbách, kde se fúzují dvě gamety, které jsou geneticky rozdílnými haploidními buňkami, což vede k buňce se dvěma haploidními jádry. V plazmogamii se spojují pouze cytoplazmy dvou rodičovských haploidních gamet.

Haploidní buňky obsahují jednu sadu chromozomů a jsou znázorněny jako: n. Diploidní buňky mají dvě sady chromozomů; jsou symbolizovány jako: 2n.

Karyogamy

V dalším stádiu, zvaném karyogamie, dochází k fúzi nebo spojení dvou haploidních jader rodičovských gamet, čímž vzniká buňka s diploidním jádrem.

Sloučením jader se vytvoří nová buňka zvaná zygota. Jádro této zygoty obsahuje dvojnásobný počet chromozomů (tj. Je diploidní nebo 2n).

Redukční dělení buněk

Meióza je poslední fází sexuální reprodukce, kde je počet chromozomů opět snížen na polovinu. V meióze jedna diploidní buňka (2n) produkuje čtyři haploidní buňky (n).

Při meióze dochází také k procesům rekombinace chromosomů, které zaručují, že genetické složení (nebo genetická zátěž) nových buněk se liší od složení prekurzorových gamet celého procesu.

Druhy plazmogamie

Houby používají různé způsoby, jak spojit dvě haploidní jádra kompatibilních buněk, to znamená, že dochází k plazmagamii.

Plazmogamie se vyskytuje častěji v buňkách, které se neliší v morfologii, a v tomto případě se nazývá isogamie. Když jsou buňky, které fúzují jejich cytoplazmy, různé velikosti, plazmogamie se nazývá anisogamie.

Existuje 5 hlavních typů plazmogamie, které jsou následující: fúze gamete, gametangiální fúze, gametangiální fúze, spermatizace a somatogamie. Tyto typy plazmogamie jsou popsány níže.

Fúze gamete

Jak jsme viděli dříve, některé houby produkují specializované sexuální buňky (gamety), které se uvolňují z pohlavních orgánů zvaných gametangie.

K fúzi jednobuněčných gamet dochází v případě, že oba nebo alespoň jeden z nich je mobilní. Mobilita spór závisí na tom, zda mají bičíky, které jim umožňují plavit se, a v tom případě se nazývají zoospory. Obecně platí, že dvě gamety, které se pojistí, mají stejnou velikost a nazývají se izogamické zoospory.

Někdy se může stát, že jedna gameta je větší než druhá (anisogamické gamety). V rodu Monoblepharis z kmene Chytridiomycota jsou pohyblivé mužské gamety uvolňovány z mužského gametangia nebo antheridia.

Později mužské gamety proniknou do ženského gametangia (nazývaného oogonium) a oplodní velké, imobilní ženské gamety (zvané oosféry).

Gametangiální kopulace

V jiných hubách přicházejí do styku dvě gametangie a jádro přechází z samce na samici gametangia. V tomto případě slouží gamety jako gamety.

Tento typ plazmogamie se vyskytuje v organismech skupiny Oomycota, ve které malá samčí gametangie (antheridia) produkuje oplodňovací zkumavky, které rostou, větví a poté se spojí s větším ženským gametangiem (oogonium).

Hnojicí trubice umožňují, aby jádra mužských gamet procházely přes jemně pronikající špendlík a fúzovaly se samičími gametami (oosférami).

Obrázek 2. Plísně vody Oomycota rostoucí na mrtvých larevách. Tato forma vykazuje plazmogamii gametangiálního kopulace. Zdroj: TheAlphaWolf

Fúze gametangie

V tomto typu plazmogamie gametangie fúzuje a sjednocuje jejich jádra. Například spóry hub ze skupiny Zigomycota jsou morfologicky identické, rostou společně a vytvářejí diferencovanou gametangii, která se spojí za vzniku zygoty nebo vajíčka. Tento zygota se později transformuje na silnostěnnou zygosporu.

Obrázek 3. Zralý zygosporangium houby skupiny Zigomycota. Zdroj: Jon Houseman

Spermatizace

Spermatizace spočívá ve fúzi mononukleovaných buněk (s jediným jádrem), nikoli pohyblivých (bez flagellum), se ženským gametangiem.

Somatogamy

Některé více vyvinuté houby neprodukují gametangii. V těchto případech získají vegetativní somatické hyfy, které tvoří tělo houby, sexuální funkci, přicházejí do styku, spojují a vyměňují si jádra mezi sebou.

K tomuto typu plazmogamie dochází při fúzi vegetativních, neexuálních struktur, jako jsou hyfy a kvasinkové buňky.

Výhody a nevýhody sexuální reprodukce

Reprodukce sexuálního typu má některé nevýhody ve srovnání s reprodukcí asexuálního typu. Mezi tyto nevýhody patří zvýšené výdaje na energii při setkávání gamet, pomalejší reprodukce a v důsledku toho menší počet potomků.

Na druhou stranu má sexuální reprodukce výhodu v tom, že mezi jednotlivci vytváří genetické rozdíly. V tomto typu reprodukce pochází genetická zátěž potomků z genů obou rodičů a není totožná s genetickou zátěží jednoho z nich.

Čím větší je genetická variabilita v populaci, tím větší je rychlost jejího vývoje. Populace s vysokou genetickou variabilitou mají různé mechanismy reakce na změny v jejich prostředí, protože tyto mohou produkovat jedince s vyšší adaptivní schopností.

Reference

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW a Blackwell, M. Editors. (devatenáctset devadesát šest). Úvodní mykologie. 4. vydání. New York: John Wiley a synové.
2. Clark, J. a Haskins, EF (2013). Jaderný reprodukční cyklus v myxomycetách: přehled. Mykosféra. 4 (2): 233–248.doi: 10,5943 / mykosféra / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Fungi ekosystémové procesy. 2. vydání. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Editor. (2017). Houby: biologie a aplikace. New York: John Wiley.
5. Ashton GD a Dyer PS (2016). Sexuální vývoj plísní a jeho využití v systémech genové exprese. In: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Gene Expression Systems in Fungi: Pokroky a aplikace. Fungální biologie. Springer.