WYKŁAD 3
Zalety i wady rozmnażania płciowego.
Brak płci opłaca się a płeć nie, bo jest 2 razy bardziej kosztowna ewolucyjnie niż jej brak.
Rozmnażanie płciowe może się opłacać ze wzgl. na zachodzące w nim 3 procesy:
- rekombinacja genetyczna (crossing-over)
- podział redukcyjny ( i losowa segregacja chromosomów do gamet)
- syngamia (połączenie gamet)
U roślin i wielu organizmów fotosyntetyzujących podział redukcyjny i syngamia są rozdzielone w czasie, ponieważ istnieje u nich przemiana pokoleń (faz jądrowych n i 2n).
Rekombinacja genetyczna zachodząca dzięki crossing-over i podziałowi redukcyjnemu, wynika z mutacji genetycznych (pierwotny generator różnorodności). Mutacja nie zawsze wiąże się z cechą fenotypową, czasem dwie powstałe niezależnie mutacje łączone są ze sobą przez crossing-over, dając nowe cechy fenotypowe (zestaw cech) – wpływa to na cechy i właściwości organizmów.
Populacja bezpłciowa rośnie szybciej niż płciowa – jej liczebność jest wyższa niż liczebność populacji płciowej.
Krótkoterminowym zyskiem z płci jest zróżnicowane genetycznie potomstwo, mniej podatne na atak patogenów (patogen musi przełamać bariery ochronne organizmów, które są determinowane genetycznie).
Wskutek silnej konkurencji i selekcji w danym miejscu, przeżywa osobnik najlepiej do niego przystosowany. Warunki środowiska są zmienne, więc organizmy muszą być zmienne – osiągają to dzięki płci.
Reasumując:
1) Zmiany genetyczne (ewolucja) zachodzą w populacji rozmnażającej się płciowo. Na dłuższą metę płeć jest opłacalna, bo linie rozmnażające się płciowo ewoluują szybciej.
2) Długoterminowe zyski z płci nie wystarczą do jej utrzymania – płeć musi przynosić zysk na krótszą metę.
3) Opłaca się mieć potomstwo zróżnicowane genetycznie. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że przynajmniej część potomków przeżyje.
4) Płeć daje możliwość lepszej adaptacji do warunków środowiskowych
PRZEMIANA POKOLEŃ (METAGENEZA):
a) Mejoza pregamiczna - jeśli mejoza poprzedza syngamię, stadium życiowe jest diploidalne (2n) – cykl diplobiontyczny.
mejoza
2n n n
syngamia
b) Mejoza postgamiczna – mejoza jest pierwszym podziałem zygoty, stadium życiowe jest haploidalne (n) – cykl haplobiontyczny
n 2n
c) Przemiana pokoleń – syngamia i mejoza rozdzielone w czasie
Dominacja sporofitu nad gametofitem występuje tylko u roślin lądowych. Glony mają dobrze rozwinięte gametofity np. Ulva, Cutleria.
Koszty płci – jedna strona (osobnik mateczny) ponosi koszty wytworzenia potomstwa; przy izogamii koszty płci są znikome - oogamia (duże komórki jajowe, małe plemniki) jest kosztowna.
· oogamia występuje też u krasnorostów (plemniki nieuwicione)
· u tobołków i chryzofitów najczęstsza jest izogamia , rzadsza anizogamia, oogamia wyjątkowo.
· brunatnice i zielenice wykazują dwa różne typy syngamii, ale gatunki o złożonych, wielokomórkowych plechach są oogamiczne.
Hipotezy tłumaczące ewolucję oogamii:
- wyższa przeżywalność zygoty powstałej z dużej komórki jajowej np. z uwagi na większe rozmiary lub mniejsze zakłócenia podczas procesu ontogenetycznego (zygota w oogamii jest duża (cały protoplast komórki jajowej) – organizm na starcie jest większy i ma większą szansę na przeżywalność)
- większe prawdopodobieństwo spotkania się gamet (duże, nieruchome komórki jajowe produkują feromony, na które reagują plemniki)
- dzięki oogamii gamety mają się po prostu odnaleźć
RODZAJE PLECH:
1) plechy plektenchymatyczne
- z ciasno ułożonych nici, nie połączonych plasmodesmami
- powstają w wyniku wzrostu jedno- lub wieloosiowego
- rosną dzięki dzielącym się stale komórkom apikalnym (szczytowym) – nici przyrastają na długość
a) plechy jednoosiowe: (z lewej) b) plechy wieloosiowe:
2) plechy tkankowe:
- sąsiadujące komórki połączone plasmodesmami
- podczas wzrostu organizmu podziały komórek zachodzą w trzech płaszczyznach np. brunatnica
3) plechy syfonalne:
- nie podzielone ścianami poprzecznymi à jeden protoplast, zwykle wielojądrowy
- różnowiciowce, niektóre zielenice np. Acetabularia:
4) oraz pozostałe:
- Cladophora aegagrophila – Gałęzatka (plecha wielojądrowa)
1
ephedra