- Etapes de la reproducció sexual dels fongs
- plasmogamia
- cariogamia
- meiosi
- Tipus de plasmogamia
- Fusió de gàmetes
- copulació gametangial
- Fusió de gametangios
- espermatización
- somatogamia
- Avantatges i desavantatges de la reproducció sexual
- referències
La plasmogamia és una fase de la reproducció sexual en la qual ocorre la fusió dels citoplasmes dels gàmetes o cèl·lules sexuals, sense la fusió dels seus nuclis. La plasmogamia és comú en els fongs, sent la primera etapa de la seva reproducció sexual. També pot ocórrer en cèl·lules vegetals i animals que han estat fusionades i conreades.
Els gàmetes són cèl·lules especials, diferenciades de les altres cèl·lules d'un organisme, per la seva morfologia i per la funció de reproducció que compleixen. En alguns casos, el procés de plasmogamia passa no entre gàmetes diferenciats sinó entre cèl·lules somàtiques indiferenciades (plasmogamia de l'tipus somatogamia).
Figura 1. Diferents etapes de desenvolupament de l'gametangio femení (oogonio) de Saprolegnia sp. (Oomycota). A: oogonio immadur, B: oogonio en desenvolupament; C: oogonio madur, D: ous. Font: Jon Houseman
Després d'un període de creixement intensiu, els fongs entren en una fase de reproducció, formant i alliberant grans quantitats d'espores. Les espores són generalment unicel·lulars i es produeixen per fragmentació de l'miceli o dins d'estructures especialitzades com els esporangis, els esporòfors o els gametangios, entre d'altres.
Les espores poden produir-se per vies asexuals o indirectament en la reproducció sexual. La reproducció sexual en els fongs, així com en altres organismes, implica la fusió de dos nuclis que contenen la informació genètica de cada individu parental. Els nuclis es troben físicament quan dues cèl·lules sexuals o gàmetes s'uneixen.
Etapes de la reproducció sexual dels fongs
La reproducció sexual pot definir-se com un mecanisme que renova constantment la càrrega genètica dels individus d'una espècie biològica. És una font important de variabilitat genètica, que permet una major capacitat d'adaptació a noves condicions ambientals.
El procés de reproducció sexual dels fongs té característiques úniques i particulars d'aquest regne.
En altres organismes eucariotes (amb nucli i orgànuls tancats amb membranes), com les plantes, els animals i els protistas (eucariotes molt senzills, sense teixits diferenciats), la divisió cel·lular involucra la dissolució i reconstrucció de la membrana nuclear.
En els fongs, la membrana nuclear roman intacta a través de tot el procés; en algunes espècies, que són l'excepció, la membrana nuclear es trenca però només parcialment.
La reproducció sexual dels fongs es porta a terme en tres etapes: plasmogamia, cariogamia i meiosi. La durada de cada esdeveniment o etapa de la reproducció sexual, varia i també són variables els intervals entre aquests esdeveniments, segons el tipus d'organisme.
En els fongs primitius, menys evolucionats, la cariogamia passa gairebé immediatament després de la plasmogamia. En canvi, en els fongs superiors, més evolucionats, hi ha un interval entre les dues etapes.
plasmogamia
La plasmogamia o fusió cel·lular és la primera etapa de la reproducció sexual en fongs, on es fusionen dos gàmetes que són cèl·lules haploides, diferents genèticament, resultant en una cèl·lula amb dos nuclis haploides. A la plasmogamia només s'uneixen els citoplasmes dels dos gàmetes haploides parentals.
Les cèl·lules haploides contenen un sol joc de cromosomes i es representen com: n. Les cèl·lules diploides posseeixen dues sèries o jocs de cromosomes; es simbolitzen com: 2n.
cariogamia
En la següent etapa, anomenada cariogamia, ocorre la fusió o unió dels dos nuclis haploides dels gàmetes parentals, donant lloc a una cèl·lula amb un nucli diploide.
Amb la fusió dels nuclis, es produeix una nova cèl·lula anomenada zigot. El nucli d'aquest zigot conté un nombre de cromosomes duplicat (és a dir, és diploide o 2n).
meiosi
La meiosi és l'última etapa de la reproducció sexual, on es redueix novament a la meitat el nombre de cromosomes. En la meiosi, una cèl·lula diploide (2n) produeix quatre cèl·lules haploides (n).
En la meiosi ocorren a més processos de recombinació dels cromosomes que garanteixen que la composició genètica (o càrrega genètica) de les noves cèl·lules, sigui diferent de la dels gàmetes precursors de tot el procés.
Tipus de plasmogamia
Els fongs empren una varietat de mètodes per unir dos nuclis haploides de cèl·lules compatibles, és a dir perquè ocorri la plasmogamia.
La plasmogamia ocorre més freqüentment en cèl·lules que no difereixen en morfologia i en aquest cas se li denomina isogàmia. Quan les cèl·lules que fusionen els seus citoplasmes són de mida diferent, la plasmogamia s'anomena anisogamia.
Existeixen 5 tipus principals de plasmogamia que són els següents: fusió de gàmetes, copulació gametangial, fusió de gametangios, espermatización i somatogamia. A continuació es descriuen aquests tipus de plasmogamia.
Fusió de gàmetes
Alguns fongs produeixen cèl·lules sexuals especialitzades (gàmetes) que són alliberades d'òrgans sexuals anomenats gametangios, com vam veure anteriorment.
La fusió de gàmetes unicel·lulars ocorre en el cas que tots dos o al menys un d'ells sigui mòbil. La mobilitat de les espores depèn que posseeixin flagels que els permeten impulsar-se per nedar, i en aquest cas són cridades zoosporas. Generalment, els dos gàmetes que es fusionen són de la mateixa mida i es diuen zoosporas isogámicas.
Es pot donar el cas ocasionalment, que un gàmeta sigui més gran que l'altre (gàmetes anisogámicos). En el gènere Monoblepharis de l'phylla Chytridiomycota, els gàmetes masculins mòbils són alliberats de l'gametangio masculí o anteridio.
Posteriorment, els gàmetes masculins penetren 1 gametangio femení (anomenat oogonio) i fertilitzen als gàmetes femenins, grans i immòbils (anomenats oosferes).
copulació gametangial
En altres fongs, dos gametangios es posen en contacte i el nucli passa de l'gametangio masculí a l'femení. En aquest cas, els gametangios compleixen funcions de gàmetes.
Aquest tipus de plasmogamia es presenta en els organismes de el grup Oomycota, en els quals els petits gametangios masculins (anteridis) produeixen tubs de fecundació que creixen, es ramifiquen i després es fusionen amb el gametangio femení (oogonio), de major grandària.
Els tubs de fecundació permeten que els nuclis dels gàmetes masculins passin a través d'una clavilla fina de penetració i es fusionin amb els gàmetes femenins (oosferes).
Figura 2. Floridura aquàtic de el grup Oomycota creixent sobre larva morta. Aquest floridura presenta plasmogamia tipus copulació gametangial. Font: TheAlphaWolf
Fusió de gametangios
En aquest tipus de plasmogamia, els gametangios es fusionen i uneixen els seus nuclis. Per exemple, les espores dels fongs de el grup Zigomycota són morfològicament idèntiques, creixen juntes i formen gametangios diferenciats que es fusionen formant un zigot o ou. Aquest zigot es transforma posteriorment en una zigòspora de parets gruixudes.
Figura 3. Zigosporangio madur d'un fong de el grup Zigomycota. Font: Jon Houseman
espermatización
La espermatización consisteix en la fusió de cèl·lules mononucleades (amb un sol nucli), no mòbils (sense flagel), amb un gametangio femení.
somatogamia
Alguns fongs més evolucionats no produeixen gametangios. En aquests casos, les hifes somàtiques vegetatives que formen el cos de l'fong adquireixen la funció sexual, entren en contacte, es fusionen i intercanvien els seus nuclis entre si.
Aquest tipus de plasmogamia passa amb fusió d'estructures vegetatives, no sexuals, com hifes i cèl·lules de llevats.
Avantatges i desavantatges de la reproducció sexual
La reproducció de tipus sexual té alguns desavantatges comparada amb la reproducció de tipus asexual. Entre aquests desavantatges es poden esmentar la despesa energètica més gran en fer que els gàmetes es troben, una reproducció més lenta i un nombre menor de descendents com a resultat.
D'altra banda, la reproducció de tipus sexual presenta com a avantatge el fet que produeix variació genètica entre els individus. En aquest tipus de reproducció, la càrrega genètica dels descendents prové dels gens dels dos progenitors, i no és idèntica a la de cap d'aquests.
A major variabilitat genètica en una població és major la seva velocitat d'evolució. Les poblacions amb alta variabilitat genètica posseeixen diferents mecanismes de resposta als canvis en el seu ambient, ja que en aquestes es poden produir individus que tinguin capacitats adaptatives superiors.
referències
- Alexopoulus, CJ, Mims, CW and Blackwell, M. Editors. (1996). Introductory Mycology. 4th Edition. New York: John Wiley and Sons.
- Clark, J. and Haskins, EF (2013).The nuclear reproductive cycle in the Myxomycetes: a review. Mycosphere. 4 (2): 233-248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
- Dighton, J. (2016). Fungi Ecosystem Processes. 2nd Edition. Boca Raton: CRC Press.
- Kavanah, K. Editor. (2017). Fungi: Biology and Applications. New York: John Wiley.
- Ashton GD and Dyer PS (2016). Sexual Development in Fungi and Its Usis in Gene Expression Systems. In: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Gene Expression Systems in Fungi: Advancements and Applications. Fungal Biology. Springer.