Антеридиоген

Антеридиогены — это класс химических веществ, секретируемых папоротников . гаметофитами ^{[ 1 ]} «было показано, что они влияют на образование мужских гаметангиев и, следовательно, на системы спаривания у большого числа видов наземных папоротников». ^{[ 2 ]} Антеридиогены наблюдаются только у гомоспоровых видов папоротников, поскольку все гаметофиты потенциально двуполы (имеют способность производить как архегонии , так и антеридии ). ^{[ 3 ]}

Фон

Первое исследование антеридиогена было опубликовано Вальтером Дёппом в 1950 году. ^{[ 4 ]} В этой статье он объясняет открытие молекулы, которую он назвал «А-субстанция», которая вызвала преждевременное образование антеридиев при повторном использовании агаровой среды после культивирования Pteridium aquilinum . ^{[ 5 ]} Большинство исследований антеридиогена было проведено двумя исследователями, Ульрихом Нэфом и Х. Шраудольфом. ^{[ 6 ]}

Путь определения пола

Способ, которым антеридиоген определяет пол у папоротников, представляет собой «пространственно-временной путь синтеза гиббереллина». ^{[ 7 ]} Гиббереллин – группа гормонов , контролирующих процессы в растениях. ^{[ 8 ]} На первом этапе этого процесса гаметофиты, или проталломы , экспрессируют гены, специфичные для гиббереллина (ГА), которые продуцируют промежуточную молекулу ГК, которая затем секретируется во внешнюю среду. На втором этапе антеридиогены поглощаются соседними гаметофитами колонии и претерпевают ряд молекулярных изменений, которые позволяют им в конечном итоге индуцировать или подавлять образование антеридиев или архегониев. Это помогает регулировать соотношение полов в колонии. ^{[ 7 ]}

Время, в течение которого антеридиоген влияет на пол растущих гаметофитов, все еще изучается. Одна из теорий гласит, что «споры, которые прорастают первыми, развиваются как гермафродиты и выделяют антеридиоген, тогда как те, которые прорастают позже или развиваются медленнее, под влиянием секретируемого антеридиогена становятся мужскими». ^{[ 9 ]} В зависимости от соотношения самцов и гермафродитов популяция выбирает либо ауткроссинг, либо инбридинг.

Исследования, проведенные на Ceratopteris richardii , доказали, что растущий гаметофит способен реагировать на свой собственный антеридиоген только в течение короткого периода времени на самых ранних стадиях роста, и что если воздействие прекратить, недифференцированные клетки могут превратиться из мужских в гермафродитные. ^{[ 9 ]} Обратимость мужской экспрессии доказывает, что уровни антеридиогена необходимо поддерживать, чтобы мужская экспрессия не исчезла.

Также было показано, что антеридиоген позволяет спорам, выращенным в полной темноте, расти. ^{[ 5 ]} Споры, захороненные под землей, при попадании в них антеридиогена могут образовывать гаметофиты, достигающие поверхности. Или они образуют небольшое количество антеридиев, и образующиеся сперматозоиды могут достигать надземных женских гаметофитов.

Способ определения пола каждого человека является формой определения пола окружающей среды (ESD). В отличие от хромосомного определения пола, определение пола посредством ESD является чрезвычайно гибким, позволяя менять пол на протяжении всей жизни человека в ответ на изменения в колонии или окружающей среде. Одно исследование, проведенное на видах папоротников Woodwardia radicans, показало, что проявление пола зрелых гаметофитов зависит от стрессовых условий. ^{[ 10 ]} В хороших условиях гаметофиты достигали половой зрелости в большем размере и становились самками, а затем бисексуалами, тогда как в стрессовых условиях гаметофиты достигали половой зрелости в меньших размерах и становились самцами.

Соединения

Идея антеридиогена очень похожа на идею феромонов , которые существуют у некоторых млекопитающих. Хотя определение пола млекопитающих определяется хромосомами, высвобождаются химические вещества, называемые феромонами, которые обнаруживаются обонятельной системой и могут контролировать социальное поведение и уровень гормонов. ^{[ 11 ]} Присутствие человеческих феромонов остается давно спорной темой, поскольку не было проведено никаких исследований, полностью доказывающих существование феромонов или возможный путь обнаружения.

Ссылки

^ Ямане, Хисакадзу (1998). Папоротник Антеридиогенс . Международный обзор цитологии. Том. 184. стр. 1–32. дои : 10.1016/s0074-7696(08)62177-4 . ISBN 978-0-12-364588-3 .
^ Чиу, Вэнь-Лян; Фаррар, Дональд Р. (май 1997 г.). «Продукция антеридиогена и реакция у видов Polypodiaceae» . Американский журнал ботаники . 84 (5): 633–640. дои : 10.2307/2445900 . JSTOR 2445900 . ПМИД 21708616 .
^ Такено, К. (1991). «Антеридиоген, гиббереллин и контроль половой дифференциации гаметофитов папоротника Lygodium japonicum». Гиббереллины . стр. 389–397. дои : 10.1007/978-1-4612-3002-1_38 . ISBN 978-1-4612-7754-5 .
^ Дёпп, В. (1955). «Ингибирование образования антеридиев на проталлиях Pteridium aquilinum 2,3,5-трииодбензойной кислотой». Естественные науки (на немецком языке). 42 (4): 99. Бибкод : 1955NW.....42Q..99D . дои : 10.1007/BF00617249 . S2CID 5324824 .
^ Jump up to: ^а ^б Горных, Ондржей; Тесто, Уэстон Л.; Сесса, Эмили Б.; Уоткинс, Джеймс Э.; Кампани, Кортни Э.; Питтерманн, Ярмила; Экрт, Либор (январь 2021 г.). «Взгляд на историю эволюции и широкое распространение антеридиогенных систем у папоротников» . Новый фитолог . 229 (1): 607–619. дои : 10.1111/nph.16836 . ПМЦ 7754499 . ПМИД 32740926 .
^ Аталлах, Надя М.; Бэнкс, Джо Энн (6 марта 2015 г.). «Размножение и феромональная регуляция полового типа в гаметофитах папоротников» . Границы в науке о растениях . 6 : 100. дои : 10.3389/fpls.2015.00100 . ПМЦ 4351586 . ПМИД 25798139 .
^ Jump up to: ^а ^б Танака, Джунму; Яно, Кенджи; Ая, Коитиро; Хирано, The; Такехара, Саяка; Кокецу, Эрико; Ордониус, царица Лачамана; Пак Сын Хён; Накадзима, Масатоши; Уэгути-Танака, Мияко; Мацуока, Макото (24 октября 2014 г.). «Антеридиоген определяет пол у папоротников через пространственно-временной путь синтеза гиббереллина». Наука 346 (6208): 469–473. Бибкод : 2014Sci...346..469T . дои : 10.1126/science.1259923 . ПМИД 25342803 . S2CID 39997805 .
^ Хэ, Цзухуа, Сяндун (2017). «Метаболизм гормонов и передача сигналов в растениях» . 107–160. Гао, Сюхуа, Иньин ; , стр . 9.ISBN 978-0-12-811562-6 .
^ Jump up to: ^а ^б «Гены, определяющие пол, у гомоспорового папоротника Ceratopteris». Тенденции в генетике . 10 (9): 308. 1994. doi : 10.1016/0168-9525(94)90027-2 . S2CID 446583 .
^ ДеСото, Люсия; Кинтанилья, Луис Г.; Мендес, Маркос (ноябрь 2008 г.). «Определение пола папоротников в окружающей среде: влияние доступности питательных веществ и индивидуальной плотности у Woodwardia radicans» . Журнал экологии . 96 (6): 1319–1327. Бибкод : 2008JEcol..96.1319D . дои : 10.1111/j.1365-2745.2008.01425.x .
^ Либерлес, Стивен Д. (10 февраля 2014 г.). «Феромоны млекопитающих» . Ежегодный обзор физиологии . 76 (1): 151–175. doi : 10.1146/annurev-psyol-021113-170334 . ПМК 4310675 . ПМИД 23988175 .

[1] Ямане, Хисакадзу (1998). Папоротник Антеридиогенс . Международный обзор цитологии. Том. 184. стр. 1–32. дои : 10.1016/s0074-7696(08)62177-4 . ISBN 978-0-12-364588-3 .

[2] Чиу, Вэнь-Лян; Фаррар, Дональд Р. (май 1997 г.). «Продукция антеридиогена и реакция у видов Polypodiaceae» . Американский журнал ботаники . 84 (5): 633–640. дои : 10.2307/2445900 . JSTOR 2445900 . ПМИД 21708616 .

[3] Такено, К. (1991). «Антеридиоген, гиббереллин и контроль половой дифференциации гаметофитов папоротника Lygodium japonicum». Гиббереллины . стр. 389–397. дои : 10.1007/978-1-4612-3002-1_38 . ISBN 978-1-4612-7754-5 .

[4] Дёпп, В. (1955). «Ингибирование образования антеридиев на проталлиях Pteridium aquilinum 2,3,5-трииодбензойной кислотой». Естественные науки (на немецком языке). 42 (4): 99. Бибкод : 1955NW.....42Q..99D . дои : 10.1007/BF00617249 . S2CID 5324824 .

[ReferenceA-5] Jump up to: ^а ^б Горных, Ондржей; Тесто, Уэстон Л.; Сесса, Эмили Б.; Уоткинс, Джеймс Э.; Кампани, Кортни Э.; Питтерманн, Ярмила; Экрт, Либор (январь 2021 г.). «Взгляд на историю эволюции и широкое распространение антеридиогенных систем у папоротников» . Новый фитолог . 229 (1): 607–619. дои : 10.1111/nph.16836 . ПМЦ 7754499 . ПМИД 32740926 .

[6] Аталлах, Надя М.; Бэнкс, Джо Энн (6 марта 2015 г.). «Размножение и феромональная регуляция полового типа в гаметофитах папоротников» . Границы в науке о растениях . 6 : 100. дои : 10.3389/fpls.2015.00100 . ПМЦ 4351586 . ПМИД 25798139 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^б Танака, Джунму; Яно, Кенджи; Ая, Коитиро; Хирано, The; Такехара, Саяка; Кокецу, Эрико; Ордониус, царица Лачамана; Пак Сын Хён; Накадзима, Масатоши; Уэгути-Танака, Мияко; Мацуока, Макото (24 октября 2014 г.). «Антеридиоген определяет пол у папоротников через пространственно-временной путь синтеза гиббереллина». Наука 346 (6208): 469–473. Бибкод : 2014Sci...346..469T . дои : 10.1126/science.1259923 . ПМИД 25342803 . S2CID 39997805 .

[8] Хэ, Цзухуа, Сяндун (2017). «Метаболизм гормонов и передача сигналов в растениях» . 107–160. Гао, Сюхуа, Иньин ; , стр . 9.ISBN 978-0-12-811562-6 .

[:1-9] Jump up to: ^а ^б «Гены, определяющие пол, у гомоспорового папоротника Ceratopteris». Тенденции в генетике . 10 (9): 308. 1994. doi : 10.1016/0168-9525(94)90027-2 . S2CID 446583 .

[10] ДеСото, Люсия; Кинтанилья, Луис Г.; Мендес, Маркос (ноябрь 2008 г.). «Определение пола папоротников в окружающей среде: влияние доступности питательных веществ и индивидуальной плотности у Woodwardia radicans» . Журнал экологии . 96 (6): 1319–1327. Бибкод : 2008JEcol..96.1319D . дои : 10.1111/j.1365-2745.2008.01425.x .

[11] Либерлес, Стивен Д. (10 февраля 2014 г.). «Феромоны млекопитающих» . Ежегодный обзор физиологии . 76 (1): 151–175. doi : 10.1146/annurev-psyol-021113-170334 . ПМК 4310675 . ПМИД 23988175 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]