PLASMOGAMY LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2026

Nguyên phân là một giai đoạn sinh sản hữu tính, trong đó sự hợp nhất các tế bào của giao tử hoặc tế bào sinh dục xảy ra mà không có sự hợp nhất của các nhân của chúng. Plasmogamy phổ biến ở nấm, là giai đoạn đầu tiên của quá trình sinh sản hữu tính của chúng. Nó cũng có thể xảy ra trong các tế bào thực vật và động vật đã được dung hợp và nuôi cấy.

Giao tử là những tế bào đặc biệt, được phân biệt với các tế bào khác của sinh vật do hình thái và chức năng sinh sản mà chúng thực hiện. Trong một số trường hợp, quá trình nguyên phân không phải xảy ra giữa các giao tử đã biệt hóa mà là giữa các tế bào xôma chưa phân hóa (plasmogamy kiểu somatogamy).

Hình 1. Các giai đoạn phát triển khác nhau của giao tử cái (Oogonio) của Saprolegnia sp. (Oomycota). A: oogonium chưa trưởng thành, B: oogonium đang phát triển; C: oogonium trưởng thành, D: trứng. Nguồn: Jon Houseman

Sau một thời gian phát triển mạnh, nấm bước vào giai đoạn sinh sản, hình thành và giải phóng số lượng lớn bào tử. Các bào tử nói chung là đơn bào và được tạo ra bởi sự phân mảnh của sợi nấm hoặc trong các cấu trúc chuyên biệt như túi bào tử, thể bào tử hoặc thể giao tử, trong số những loại khác.

Bào tử có thể được tạo ra vô tính hoặc gián tiếp trong sinh sản hữu tính. Sinh sản hữu tính ở nấm, cũng như ở các sinh vật khác, liên quan đến sự hợp nhất của hai hạt nhân chứa thông tin di truyền của mỗi cá thể bố mẹ. Các hạt nhân gặp nhau về mặt thể chất khi hai tế bào sinh dục hoặc giao tử kết hợp với nhau.

Các giai đoạn sinh sản hữu tính của nấm

Sinh sản hữu tính có thể được định nghĩa là một cơ chế liên tục đổi mới tải trọng di truyền của các cá thể của một loài sinh vật. Nó là một nguồn biến đổi gen quan trọng, cho phép khả năng thích nghi với các điều kiện môi trường mới lớn hơn.

Quá trình sinh sản hữu tính của nấm mang những đặc điểm riêng biệt của vương quốc này.

Ở các sinh vật nhân thực khác (có nhân và các bào quan được bao bọc bởi màng), chẳng hạn như thực vật, động vật và sinh vật nguyên sinh (sinh vật nhân thực rất đơn giản, không có mô biệt hóa), sự phân chia tế bào bao gồm sự phân giải và tái tạo lại màng nhân.

Ở nấm, màng nhân vẫn nguyên vẹn trong toàn bộ quá trình; ở một số loài, ngoại lệ, màng nhân bị vỡ nhưng chỉ một phần.

Quá trình sinh sản hữu tính của nấm diễn ra trong 3 giai đoạn: đơn tính, sinh sản và sinh dục. Thời gian của mỗi sự kiện hoặc giai đoạn sinh sản hữu tính khác nhau và khoảng thời gian giữa các sự kiện này cũng thay đổi, tùy thuộc vào loại sinh vật.

Ở nấm nguyên thủy, ít tiến hóa, karyogamy xảy ra gần như ngay lập tức sau khi plasmogamy. Ngược lại, ở các loại nấm cao hơn, tiến hóa hơn, có một khoảng thời gian giữa cả hai giai đoạn.

Plasmogamy

Đa bội hay dung hợp tế bào là giai đoạn đầu tiên của quá trình sinh sản hữu tính ở nấm, trong đó hai giao tử là các tế bào đơn bội khác nhau về mặt di truyền hợp nhất, tạo ra một tế bào có hai nhân đơn bội. Trong chế độ đa bội chỉ các tế bào sinh dục của hai giao tử đơn bội của bố và mẹ mới hợp nhất.

Tế bào đơn bội chứa một bộ nhiễm sắc thể đơn và được biểu diễn là: n. Tế bào lưỡng bội có hai bộ nhiễm sắc thể; được ký hiệu là: 2n.

Karyogamy

Trong giai đoạn tiếp theo, được gọi là karyogamy, sự hợp nhất hoặc kết hợp của hai nhân đơn bội của các giao tử bố mẹ xảy ra, làm phát sinh tế bào có nhân lưỡng bội.

Với sự hợp nhất của các nhân, một tế bào mới gọi là hợp tử được tạo ra. Nhân của hợp tử này chứa một số lượng nhiễm sắc thể nhân đôi (tức là nó lưỡng bội hoặc 2n).

Meiosis

Meiosis là giai đoạn cuối của quá trình sinh sản hữu tính, khi số lượng nhiễm sắc thể lại giảm đi một nửa. Trong nguyên phân, một tế bào lưỡng bội (2n) tạo ra bốn tế bào đơn bội (n).

Trong meiosis, quá trình tái tổ hợp nhiễm sắc thể cũng xảy ra để đảm bảo rằng thành phần di truyền (hoặc tải trọng di truyền) của các tế bào mới khác với thành phần di truyền của các giao tử tiền thân của toàn bộ quá trình.

Các loại vợ chồng

Nấm sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để nối hai nhân đơn bội của các tế bào tương thích, nghĩa là để xảy ra hiện tượng đa bội.

Plasmogamy xảy ra thường xuyên hơn ở những tế bào không khác nhau về hình thái và trong trường hợp này nó được gọi là isogamy. Khi các tế bào dung hợp các tế bào của chúng có kích thước khác nhau, chế độ đa thê được gọi là chế độ đa thê.

Có 5 kiểu nguyên phân chính sau đây: hợp nhất giao tử, giao phối giữa các giao tử, hợp nhất giao tử, sinh tinh và hợp bào. Những kiểu vợ chồng này được mô tả dưới đây.

Hợp nhất giao tử

Một số loại nấm tạo ra các tế bào sinh dục chuyên biệt (giao tử) được giải phóng từ các cơ quan sinh dục được gọi là giao tử, như chúng ta đã thấy trước đó.

Sự hợp nhất của các giao tử đơn bào xảy ra trong trường hợp cả hai hoặc ít nhất một trong số chúng di động. Khả năng di chuyển của bào tử phụ thuộc vào việc chúng có lông roi cho phép chúng tự bơi, trong trường hợp đó chúng được gọi là bào tử động vật. Nói chung, hai giao tử hợp nhất có cùng kích thước và được gọi là giao tử đồng phân.

Đôi khi có thể xảy ra trường hợp một giao tử lớn hơn giao tử kia (giao tử dị bội). Trong chi Monoblepharis của phylla Chytridiomycota, các giao tử đực di động được giải phóng từ giao tử đực hoặc antheridium.

Sau đó, các giao tử đực xâm nhập vào một giao tử cái (được gọi là oogonium) và thụ tinh với các giao tử cái lớn, bất động (được gọi là oospheres).

Giao cấu gametangial

Ở các loài nấm khác, hai giao tử tiếp xúc với nhau và nhân truyền từ giao tử đực sang thể giao tử cái. Trong trường hợp này, giao tử đóng vai trò là giao tử.

Kiểu đa bội này xảy ra ở các sinh vật thuộc nhóm Oomycota, trong đó giao tử đực nhỏ (antheridia) tạo ra các ống thụ tinh phát triển, phân nhánh và sau đó hợp nhất với giao tử cái lớn hơn (oogonium).

Các ống thụ tinh cho phép nhân của giao tử đực đi qua một chốt xuyên thấu tốt và hợp nhất với giao tử cái (noãn cầu).

Hình 2. Mốc nước nhóm Oomycota phát triển trên ấu trùng chết. Loại nấm mốc này thể hiện chế độ giao phối kiểu giao hợp giao tử. Nguồn: TheAlphaWolf

Sự kết hợp của giao tử

Trong kiểu nguyên phân này, các giao tử hợp nhất và hợp nhất các hạt nhân của chúng. Ví dụ, các bào tử của nấm thuộc nhóm Zigomycota giống nhau về mặt hình thái, phát triển cùng nhau và hình thành các giao tử biệt hóa hợp nhất để tạo thành hợp tử hoặc trứng. Hợp tử này về sau biến đổi thành hợp tử có vách dày.

Hình 3. Hợp tử trưởng thành của một loại nấm thuộc nhóm Zigomycota. Nguồn: Jon Houseman

Tinh trùng

Quá trình sinh tinh bao gồm sự hợp nhất của các tế bào đơn nhân (có một nhân), không di động (không có trùng roi), với một giao tử cái.

Somatogamy

Một số loại nấm tiến hóa hơn không tạo ra giao tử. Trong những trường hợp này, các sợi nấm sinh dưỡng tạo thành cơ thể nấm có chức năng sinh sản, tiếp xúc, dung hợp và trao đổi nhân của chúng với nhau.

Kiểu đa bội này xảy ra với sự hợp nhất của các cấu trúc sinh dưỡng, không hữu tính, chẳng hạn như sợi nấm và tế bào nấm men.

Ưu nhược điểm của sinh sản hữu tính

Sinh sản của kiểu hữu tính có một số nhược điểm so với sinh sản của kiểu vô tính. Những bất lợi này bao gồm tăng tiêu hao năng lượng trong việc gặp gỡ giao tử, sinh sản chậm hơn và kết quả là ít con cái hơn.

Mặt khác, sinh sản hữu tính có ưu điểm là tạo ra sự biến đổi di truyền giữa các cá thể. Trong kiểu sinh sản này, tải trọng di truyền của con cháu đến từ gen của hai bố mẹ và không giống với gen của một trong hai người.

Sự biến đổi di truyền trong quần thể càng lớn thì tốc độ tiến hóa của nó càng lớn. Các quần thể có khả năng biến đổi di truyền cao có các cơ chế phản ứng khác nhau với những thay đổi của môi trường, vì những quần thể này có thể tạo ra những cá thể có năng lực thích nghi vượt trội.

Người giới thiệu

1. Alexopoulus, CJ, Mims, CW và Blackwell, M. Biên tập viên. (1996). Thần học giới thiệu. Phiên bản thứ 4. New York: John Wiley và các con trai.
2. Clark, J. và Haskins, EF (2013). Chu kỳ sinh sản hạt nhân ở myxomycetes: một đánh giá. Mycosphere. 4 (2): 233–248.doi: 10.5943 / mycosphere / 4/2/6
3. Dighton, J. (2016). Các quá trình của hệ sinh thái nấm. Ấn bản lần 2. Boca Raton: CRC Press.
4. Kavanah, K. Biên tập viên. (2017). Nấm: Sinh học và Ứng dụng. New York: John Wiley.
5. Ashton GD và Dyer PS (2016). Sự phát triển tình dục ở nấm và việc sử dụng nó trong hệ thống biểu hiện gen. Trong: Schmoll M., Dattenböck C. (eds) Hệ thống biểu hiện gen ở nấm: Những tiến bộ và ứng dụng. Sinh học nấm. Springer.