Биологический жизненный цикл - Biological life cycle

  (Перенаправлен из жизненного цикла Parasitic )
Жизненный цикл комара . Взрослый особь (имаго) откладывает яйца, которые развиваются в несколько стадий до взрослого состояния. Воспроизведение завершает и увековечивает цикл.
Жизненный цикл одноклеточного паразита Бабезии .

В биологии , А биологический жизненный цикл (или просто жизненный цикл или жизненный цикл , когда биологический контекст ясно) представляет собой ряд изменений в форме , что организм подвергается, возвращаясь в исходное состояние. «Эта концепция тесно связана с концепциями истории жизни, развития и онтогенеза , но отличается от них тем, что подчеркивает обновление». Переходы формы могут включать рост, бесполое или половое размножение .

У некоторых организмов разные «поколения» видов сменяют друг друга в течение жизненного цикла. У растений и многих водорослей есть две многоклеточные стадии, и жизненный цикл называется сменой поколений . Термин « история жизни» часто используется, особенно для таких организмов, как красные водоросли, у которых есть три многоклеточных стадии (или более), а не две.

Жизненные циклы, включающие половое размножение, включают чередование гаплоидных ( n ) и диплоидных (2 n ) стадий, т. Е. Происходит изменение плоидности . Чтобы вернуться из диплоидной стадии в гаплоидную, должен произойти мейоз . Что касается изменения плоидности , различают 3 типа циклов:

  • гаплонтический жизненный цикл - гаплоидная стадия многоклеточная, а диплоидная стадия - одиночная клетка, мейоз «зиготический».
  • диплонтический жизненный цикл - диплоидная стадия многоклеточная и образуются гаплоидные гаметы , мейоз «гаметический».
  • гаплодиплонический жизненный цикл (также называемый диплогаплонтическим , диплобионтическим или дибионтическим жизненным циклом) - возникают многоклеточные диплоидные и гаплоидные стадии, мейоз носит «споровой» характер.

Циклы различаются тем, когда происходит митоз (рост). Зиготический мейоз и гаметы мейоз имеют одну митотической этап: митоз происходит в течение п фазы в зиготическом мейозе и в течение 2 н фазы в гаметах мейоза. Следовательно, зиготический и гаметический мейоз собирательно называют «гаплобионтическим» (единичная митотическая фаза, не путать с гаплонической). С другой стороны, у спорового мейоза есть митоз, состоящий из двух стадий, диплоидной и гаплоидной стадий, называемых «диплобионтическим» (не путать с диплоидным).

Открытие

Изучением воспроизводства и развития организмов занимались многие ботаники и зоологи.

Вильгельм Хофмайстер продемонстрировал, что смена поколений - это свойство, объединяющее растения, и опубликовал этот результат в 1851 году (см. « Сексуальность растений» ).

Некоторые термины (гаплобионт и диплобионт), используемые для описания жизненных циклов, были первоначально предложены для водорослей Нильсом Сведелиусом, а затем стали использоваться для других организмов. Другие термины (автогамия и гамонтогамия), используемые в жизненных циклах протистов, были введены Карлом Готлибом Греллем. Описание сложных жизненных циклов различных организмов способствовало опровержению представлений о самозарождении в 1840-х и 1850-х годах.

Гаплонический жизненный цикл

Зиготический мейоз

Зиготический мейоз является мейозом из зиготы сразу после кариогамии , который является слиянием двух клеточных ядер . Таким образом, организм завершает свою диплоидную фазу и производит несколько гаплоидных клеток. Эти клетки митотически делятся с образованием либо более крупных многоклеточных особей, либо более гаплоидных клеток. Два противоположных типа гамет (например, мужская и женская) этих особей или клеток сливаются в зиготу.

Во всем цикле зиготы - единственная диплоидная клетка; митоз происходит только в гаплоидной фазе.

Индивиды или клетки в результате митоза являются гаплонтами, поэтому этот жизненный цикл также называется гаплонтическим жизненным циклом. Гаплонты бывают:

Дипломированный жизненный цикл

Гаметический мейоз

При гаметическом мейозе вместо немедленного мейотического деления с образованием гаплоидных клеток зигота митотически делится с образованием многоклеточного диплоидного индивидуума или группы более одноклеточных диплоидных клеток. Затем клетки диплоидных особей подвергаются мейозу с образованием гаплоидных клеток или гамет . Гаплоидные клетки могут снова делиться (митозом) с образованием большего количества гаплоидных клеток, как у многих дрожжей, но гаплоидная фаза не является преобладающей фазой жизненного цикла. У большинства дипломатов митоз происходит только в диплоидной фазе, т.е. гаметы обычно образуются быстро и сливаются с образованием диплоидных зигот.

Во всем цикле гаметы обычно являются единственными гаплоидными клетками, а митоз обычно происходит только в диплоидной фазе.

Диплоидная многоклеточная особь - это дипломат, поэтому гаметический мейоз также называют дипломатическим жизненным циклом. Дипломы бывают:

Гаплодипонтический жизненный цикл

Споровой мейоз
Основная статья: Смена поколений

При споровом мейозе (также широко известном как промежуточный мейоз) зигота митотически делится с образованием многоклеточного диплоидного спорофита . Спорофит создает спор через мейоз , которые также затем делятся митозом продуцирующих гаплоидных особей называют гаметофиты . Гаметофиты производят гаметы путем митоза. У некоторых растений гаметофит не только мелкий, но и недолговечный; у других растений и многих водорослей гаметофит является «доминирующей» стадией жизненного цикла.

Гаплодиплонты бывают:

У некоторых животных есть система определения пола, называемая гаплодиплоидом , но она не связана с гаплодиплоидным жизненным циклом.

Вегетативный мейоз

Некоторые красные водоросли (такие как Bonnemaisonia и Lemanea ) и зеленые водоросли (например, Prasiola ) имеют вегетативный мейоз, также называемый соматическим мейозом, что является редким явлением. Вегетативный мейоз может возникать как в гаплодипонтическом, так и в дипломатическом жизненных циклах. Гаметофиты остаются прикрепленными к спорофиту и являются его частью. Вегетативные (не репродуктивные) диплоидные клетки подвергаются мейозу, образуя вегетативные гаплоидные клетки. Они проходят множество митозов и продуцируют гаметы.

Другой феномен, называемый вегетативной диплоидизацией, тип апомиксиса , встречается у некоторых бурых водорослей (например, Elachista stellaris ). Клетки в гаплоидной части растения спонтанно дублируют свои хромосомы с образованием диплоидной ткани.

Паразитический жизненный цикл

Паразиты зависят от эксплуатации одного или нескольких хозяев . Считается, что те, которые должны инфицировать более одного вида хозяев для завершения своих жизненных циклов, имеют сложные или непрямые жизненные циклы, в то время как те, которые заражают один вид, имеют прямые жизненные циклы.

Если паразиту необходимо заразить данный хозяин, чтобы завершить свой жизненный цикл, то он считается облигатным паразитом этого хозяина; иногда заражение носит факультативный характер - паразит может выжить и завершить свой жизненный цикл, не заразив этот конкретный вид хозяина. Иногда паразиты заражают хозяев, у которых они не могут завершить свой жизненный цикл; это случайные хозяева.

Хозяин, в котором паразиты размножаются половым путем, известен как окончательный, конечный или основной хозяин. У промежуточных хозяев паразиты либо не размножаются, либо размножаются бесполым путем, но у этого типа хозяев паразит всегда развивается до новой стадии. В некоторых случаях паразит заражает хозяина, но не развивается, эти хозяева известны как паратенические или транспортные хозяева. Паратенический хозяин может быть полезен для увеличения шанса передачи паразита окончательному хозяину. Например, легочный червь кошачий ( Aelurostrongylus abstrusus ) использует слизняк или улитку в качестве промежуточного хозяина; личинка первой стадии попадает в моллюска и развивается до личинки третьей стадии, которая заразна для окончательного хозяина - кошки. Если мышь съест слизня, личинка третьей стадии войдет в ткани мыши, но не будет развиваться.

Жизненный цикл апикомплексана , бабезия

Эволюция

У примитивного типа жизненного цикла, вероятно, были гаплоидные особи с бесполым размножением. Бактерии и археи демонстрируют такой жизненный цикл, как и некоторые эукариоты, очевидно, тоже (например, Cryptophyta , Choanoflagellata , многие Euglenozoa , многие Amoebozoa , некоторые красные водоросли, некоторые зеленые водоросли , несовершенные грибы , некоторые коловратки и многие другие группы, не обязательно гаплоид). Однако эти эукариоты, вероятно, не являются примитивно бесполыми, но утратили половое размножение, или этого просто еще не наблюдали. Многие эукариоты (включая животных и растения) демонстрируют бесполое размножение , которое может быть факультативным или обязательным в течение жизненного цикла, при этом половое размножение происходит более или менее часто.

Смотрите также

Ссылки

дальнейшее чтение