Abstract
Se preconizează că dimorfismul dimensional al gameților între sexe (anisogamie) a evoluat de la un sistem izogamic în care sexele au gameți de dimensiuni egale, monomorfi. Deși explicațiile adaptative pentru evoluția anisogamiei abundă, ne lipsesc informații comparabile cu privire la schimbările moleculare care determină tranziția de la monomorfism la dimorfism. Clada de ciuperci bazale Allomyces oferă oportunități unice de a investiga modificările genomice care sunt asociate cu această tranziție la specii strâns înrudite care prezintă fie sisteme de împerechere izogame, fie anisogame. Speciile anisogame prezintă dimorfism sexual în ceea ce privește dimensiunea, numărul, pigmentarea și motilitatea gameților. Am secvențiat transcriptomii a cinci izolate de Allomyces care reprezintă cele două sisteme de împerechere, incluzând atât fenotipurile masculine, cât și cele feminine la speciile anisogame. Reconstituirea cu maximă verosimilitate a stării ancestrale a caracterelor, realizată în MESQUITE folosind transcriptomele asamblate de-novo, a indicat faptul că anisogamia a evoluat probabil o singură dată la Allomyces și că este un caracter derivat, așa cum se preconizează în teorie. Am constatat că stadiile sexuale ale Allomyces exprimă omologii mai multor gene cunoscute ca fiind implicate în determinarea sexului în organismele model, inclusiv Drosophila și oamenii. Mai mult, expresia omologilor CatSper în eșantioanele de sex masculin și feminin din analiza noastră sprijină ipoteza că interacțiunea gameților în speciile anisogame de Allomyces poate implica evenimente moleculare similare cu interacțiunea ovul-spermatozoid la animale, inclusiv la oameni. Deși tulpinile care reprezintă oricare dintre cele două sisteme de împerechere împărtășesc o mare parte din transcriptom, susținând o strămoșie comună recentă, analiza ratei de evoluție cu ajutorul arborilor genetici individuali indică rate ridicate de substituție și divergență între tulpini. În concluzie, am constatat că anisogamia a evoluat probabil o singură dată la Allomyces, folosind mecanisme convergente cu cele din alți taxoni.
.