SUKUPUOLEN MÄÄRITTÄMINEN: JÄRJESTELMÄTYYPIT JA OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Sukupuolen määrittäminen ohjataan useita mekanismeja vaihteli taksonikoostumus että perustaa seksuaalinen yksilön ominaisuuksista. Nämä järjestelmät voivat olla luonnollisia yksilölle - ts. Geneettisille - tai niitä voidaan hallita ympäristötekijöillä, jotka ympäröivät yksilöä varhaisissa elämänvaiheissa.

Luonnollisessa määrityksessä biologit ovat luokitelleet nämä järjestelmät kolmeen pääryhmään: yksittäiset geenit, haplodiploidijärjestelmä tai erityiset tai sukupuolikromosomit. Viimeinen tapaus on meitä, nisäkkäitä, lintuja ja joitain hyönteisiä.

Lähde: pixabay.com

Samoin ympäristöolosuhteet vaikuttavat myös sukupuolen määrittämiseen. Tätä ilmiötä on tutkittu joillain matelijoilla ja sammakkoeläimillä, joihin lämpötila vaikuttaa erityisesti. Tämä määritysjärjestelmä tunnetaan salaisena.

Sukupuolen määrittämisjärjestelmien tyypit

Seksi, joka ymmärretään genomien sekoittumisena meioosin ja sukusolujen fuusion kautta, on käytännössä universaali tapahtuma eukaryootien elämässä.

Yksi seksuaalisen lisääntymisen tärkeimmistä seurauksista on erilaisten yksilöiden kantamien eri alleelien kytkeminen hyödylliseen geneettiseen variaatioon.

Useimmissa eukaryoottisissa organismeissa sukupuolen määrittäminen on tapahtuma, joka tapahtuu hedelmöityshetkellä. Tämä ilmiö voi tapahtua kolmella eri järjestelmällä: yksittäisillä geeneillä, haplodiploidijärjestelmällä tai erityisillä kromosomeilla.

Samoin meillä on määritys seksuaalisista ominaisuuksista, joita ympäristötekijät, kuten lämpötila, välittävät. Tämä tapahtuu sammakoissa, kilpikonnissa ja alligaattoreissa, joissa inkubaatiolämpötila näyttää määrittävän sukupuolen.

Kuvailemme kutakin järjestelmää alla käyttämällä esimerkkejä eläin- ja kasvikuntista:

Yksittäiset geenit

Organismeissa, joissa sukupuoli määräytyy yksittäisten geenien perusteella, sukupuolikromosomeja ei ole. Näissä tapauksissa sukupuoli riippuu alleelisarjasta, joka sijaitsee tietyissä kromosomeissa.

Toisin sanoen sukupuolen määrää geeni (tai useita näistä), eikä täydellisen kromosomin läsnäolo.

Eri selkärankaisilla, kuten kaloilla, sammakkoeläimillä ja joillakin matelijoilla, on tämä järjestelmä. Sitä on ilmoitettu myös kasveissa.

Tähän ilmiöön osallistuvilla alleeleilla on laajalti tunnettu dominointijärjestelmä, joka on olemassa autosomaalisille hahmoille. Kasveissa on määritelty alleelit, jotka määräävät maskuliinisuutta, hermafroditismia ja yksilön naisellinen luonne.

Haplodiploidijärjestelmä

Haplodiploidijärjestelmä on yleinen mehiläisissä

Haplodiploidijärjestelmät määrittävät sukupuolen yksilön haploidista tai diploidisesta tilasta riippuen. Me ihmiset, olemme diploideja - sekä miehiä että naisia. Tätä ehtoa ei kuitenkaan voida ekstrapoloida kaikkiin eläinryhmiin.

Haplodiploidijärjestelmä on melko yleinen hymenopteraaneissa (mehiläiset, muurahaiset ja vastaavat), Homopterassa (ruokaliput ja poikaset) ja Coleopterassa (kovakuoriaiset).

Klassinen esimerkki on mehiläisten esimerkki ja sukupuolen määrittäminen pesäkkeissä. Mehiläisten sosiaalinen rakenne on erittäin monimutkainen, samoin kuin heidän eososiaalisen käyttäytymisensäkin, ja niiden perusta on geneettisessä järjestelmässä, joka päättää heidän sukupuolestaan.

Mehiläisistä puuttuu sukukromosomeja. Naaraat ovat diploidisia (2n) ja urokset ovat haploidisia (n), joita kutsutaan droneiksi. Tästä syystä naaraiden kehitys johtuu munien hedelmöityksestä, kun taas hedelmättömät munasolut kehittyvät uroksiksi. Eli jälkimmäisillä ei ole isää.

Naisilla jako työntekijöiden ja kuningattaren välillä ei ole geneettisesti määritetty. Tämän hierarkian määrää yksilön ruokavalio elämän varhaisissa vaiheissa.

Erityiset kromosomit

Erityiset kromosomit tai sukupuolikromosomit ovat tapaus, johon olemme läheisimpiä. Sitä esiintyy kaikissa nisäkkäissä, kaikissa lintuissa ja monissa hyönteisissä, ja se on yleinen muoto organismeissa, joilla on erilaisia ​​sukupuolifenotyyppejä.

Kasveissa, vaikka se on hyvin harvinaista, on ollut mahdollista määritellä joitain diokaltalaisia ​​lajeja, joilla on sukukromosomeja.

Tällä järjestelmällä on erilaisia ​​variantteja. Yleisimmistä ja yksinkertaisimmista löydämme järjestelmät: XX-X0 ja XX-XY, joissa heterogameettinen sukupuoli on mies, ja ZZ-ZW, joissa heterogameettinen sukupuoli on nainen.

Ensimmäinen järjestelmä, XX ja X0, on yleinen Orthoptera- ja Hemiptera-luokan hyönteisissä. Näissä tapauksissa uroksella on vain yksi sukukromosomi.

XX- ja XY-järjestelmää esiintyy nisäkkäissä, monissa Diptera-luokan hyönteisissä ja hyvin rajoitetussa määrä kasveja, kuten Cannabis sativa. Tässä järjestelmässä sukupuolen määrää miespuolinen sukusolu. Jos jälkimmäisellä on X-kromosomi, jälkeläiset vastaavat naaraspuolista, kun taas Y-sukusolu tuottaa urosta.

Viimeistä järjestelmää ZZ ja ZW esiintyy kaikissa linnuissa ja joissain Lepidoptera-luokan hyönteisissä

Salauksen määrittäminen

Joillakin taksoilla erilaisilla ympäristöstimulaatioilla, yksilöiden varhaisvaiheissa, on ratkaiseva tehtävä sukupuolen määrittämisessä. Näissä tapauksissa määritystä geneettisestä näkökulmasta ei ole vielä täysin selvitetty, ja sukupuoli näyttää olevan täysin riippuvainen ympäristöstä.

Esimerkiksi merikilpikonnien ylimääräisen 1 ° C: n vaihtelu muuttaa koko urospopulaation yksinomaan naaraista koostuvaksi populaatioksi.

Alligaattoreissa on havaittu, että alle 32 ° C: n inkubaatio tuottaa naispuolista populaatiota ja yli 34 ° C: n lämpötilat muuntavat miehien populaation. Alueilla 32-34 sukupuolten väliset suhteet ovat vaihtelevia.

Lämpötilan lisäksi on osoitettu muiden ympäristömuuttujien vaikutus. Yhdessä annelidilajissa, Bonellia viridis, sukupuoli määritetään sen toukkavaiheessa. Toukat, jotka uivat vapaasti vedessä, kehittyvät uroksina.

Sitä vastoin toirat, jotka kehittyvät lähellä kypsiä naaraita, muuttuvat uroksiksi tietyinä hormonien kautta, jotka ne erittävät.

Mikro-organismien aiheuttamat tartunnat

Lopuksi keskustelemme erityistapauksesta, kuinka bakteerin läsnäolo pystyy määrittelemään populaation sukupuolen. Tämä koskee Wolbachia-sukuun kuuluvaa kuuluisaa bakteeria.

Wolbachia on solunsisäinen symbionti, joka kykenee tartuttamaan monenlaisia ​​niveljalkaislajeja ja myös joitain nematodeja. Tämä bakteeri kulkee munien kautta pystysuunnassa naaraista tuleville jälkeläisille - vaikka horisontaalinen siirtyminen on myös dokumentoitu.

Wolbachialla on erittäin merkityksellisiä vaikutuksia sukupuolen määrittämiseen organismeissa, joissa se asuu.

Se kykenee tappamaan urokset väestössä, jolloin tartunnan saaneet miehet kuolevat varhaisessa vaiheessaan; feminisoi väestön, josta kehittyvistä miehistä tulee naisia; ja lopuksi se pystyy tuottamaan partenogeneettisiä populaatioita.

Kaikkien näiden mainittujen fenotyyppien, joihin liittyy sukupuolisuhteen vääristyminen, jolla on huomattava taipumus naaraita kohtaan, esiintyy suosivan bakteerien siirtymistä seuraavaan sukupolveen.

Laajan isäntävalikoimansa ansiosta Wolbachialla on ollut tärkeä rooli niveljalkaisten sukupuolen määritysjärjestelmien ja lisääntymisstrategioiden kehityksessä.

Sukupuolten osuus

Susilauma.

Sukupuolen määrittämisjärjestelmien perusominaisuus vastaa sukupuolten suhteen tai sukupuolisuhteen ymmärtämistä. Useita teorioita ja hypoteeseja on esitetty:

Fisher-hypoteesi

Tunnustettu brittiläinen tilastotieteilijä ja biologi Ronald Fisher ehdotti vuonna 1930 teoriaa selittämään, miksi populaatiot ylläpitävät miesten ja naisten suhdetta 50:50. Kohtuullisesti se selitti myös, miksi mekanismit, jotka vääristävät tätä yhtä suurta suhdetta, valitaan.

Peräkkäin voitiin osoittaa, että oikeudenmukainen tai tasapainoinen sukupuolisuhde on vakaa strategia evoluution kannalta.

On totta, että Fisherin tuloksia ei voida soveltaa tietyissä olosuhteissa, mutta hänen hypoteesinsa näyttää olevan riittävän yleinen, että sukupuolen määrittämismekanismit olisi valittava hänen periaatteidensa mukaisesti.

Triversin ja Willardin hypoteesi

Myöhemmin, vuonna 1973, nämä kirjoittajat totesivat, että sukupuolisuhde riippui monista muista tekijöistä - lähinnä naisen fysiologisesta tilasta - joita ei otettu huomioon Fisherin selityksessä.

Väite perustui seuraaviin oletuksiin: kun naaras on fysiologisesti "terve", hänen tulisi tuottaa uroksia, koska näillä nuorilla on suuremmat mahdollisuudet selviytyä ja lisääntyä.

Samoin, kun naaras ei ole optimaalisissa fysiologisissa olosuhteissa, paras strategia on muiden naaraiden tuotanto.

Luonteeltaan heikot naaraat lisääntyvät usein fysiologisesta "ala-arvoisuudestaan" huolimatta. Toisin kuin heikko uros, jonka lisääntymismahdollisuudet ovat poikkeuksellisen alhaiset.

Tätä ehdotusta on testattu erilaisissa biologisissa järjestelmissä, kuten rotissa, hirvissä, hylkeissä ja jopa ihmispopulaatioissa.

Evoluutioperspektiivi ja tulevaisuuden kysymykset

Sukupuoleen vaikuttavien mekanismien monimuotoisuus herättää evoluution valossa tiettyjä kysymyksiä, muun muassa: miksi näemme tämän variaation? Kuinka tämä variaatio syntyy? Ja lopuksi, miksi nämä muutokset tapahtuvat?

Lisäksi herää kysymys siitä, antavatko tietyt mekanismit yksilölle tietyn edun muihin nähden. Eli jos jotakin tiettyä mekanismia on suosittu valikoivasti.

Viitteet

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ ja Negri, I. (2014). Wolbachia ei koske kaikkea seksiä: miestä feminisoiva Wolbachia muuttaa lehtien Zyginidia pullula -kirjoitusta lähinnä sukupuolesta riippumattomalla tavalla. Rajat mikrobiologiassa, 5, 430.
2. Bachtrog, D., Mank, JE, Peichel, CL, Kirkpatrick, M., Otto, SP, Ashman, TL, Hahn, MW, Kitano, J., Mayrose, I., Ming, R., Perrin, N., Ross, L., Valenzuela, N., Vamosi, JC, Sex of Sex Consortium (2014). Sukupuolen määrittäminen: miksi niin monella tapaa tehdä se? PLoS-biologia, 12 (7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Genetiikan käsikirja. Nide 1. Río Cuarton kansallinen yliopisto.
4. Leopold, B. (2018). Villieläinten väestöekologian teoria. Waveland press inc.
5. Pierce, BA (2009). Genetiikka: Käsitteellinen lähestymistapa. Panamerican Medical Ed.
6. Wolpert, L. (2009). Kehityksen periaatteet. Panamerican Medical Ed.