SEXBESTEMMELSE: TYPER SYSTEMER OG EGENSKABER - BIOLOGI - 2025

Den Bestemmelsen af køn styres af en række mekanismer varierede mellem taxa, der etablerer seksuelle karakteristika hos den enkelte. Disse systemer kan være iboende for individet - dvs. genetisk - eller kontrolleres af miljøfaktorer, der omgiver individet i de tidlige livsfaser.

Ved iboende bestemmelse har biologer klassificeret disse systemer i tre hovedkategorier: individuelle gener, haplodiploid-system eller specielle eller kønskromosomer. Denne sidste sag er os, pattedyr, fugle og nogle insekter.

Kilde: pixabay.com

På samme måde har miljøforhold også indflydelse på kønsbestemmelse. Dette fænomen er blevet undersøgt i nogle krybdyr og amfibier, som især er påvirket af temperaturen. Dette bestemmelsessystem er kendt som kryptisk.

Typer af kønsbestemmelsessystemer

Sex, forstået som blanding af genomer via meiose og gamete fusion, er en praktisk talt universel begivenhed i eukaryotes liv.

En af de vigtigste konsekvenser af seksuel reproduktion er koblingen af ​​forskellige alleler, der bæres af forskellige individer, i en gavnlig genetisk variation.

I de fleste eukaryote organismer er sexbestemmelse en begivenhed, der opstår på befrugtningstidspunktet. Dette fænomen kan forekomme af tre forskellige systemer: individuelle gener, haplodiploid-system eller specielle kromosomer.

Ligeledes har vi bestemmelsen af ​​seksuelle egenskaber formidlet af miljøfaktorer, såsom temperatur. Dette forekommer i frøer, skildpadder og alligatorer, hvor inkubationstemperaturen ser ud til at bestemme køn.

Vi beskriver hvert system nedenfor ved hjælp af eksempler hentet fra dyre- og planterigerne:

Individuelle gener

I organismer, hvor sex bestemmes af individuelle gener, er der ingen kønschromosomer. I disse tilfælde afhænger køn af en række alleler placeret på specifikke kromosomer.

Med andre ord bestemmes køn af et gen (eller af flere af disse) og ikke af tilstedeværelsen af ​​et komplet kromosom.

Forskellige hvirveldyr, såsom fisk, amfibier og nogle krybdyr, har dette system. Det er også rapporteret i planter.

De alleler, der deltager i dette fænomen, har det bredt kendte dominanssystem, der findes for autosomale karakterer. I planter er de specificerede alleler, der bestemmer maskulinitet, hermafroditisme og individets feminine karakter.

Haplodiploid-system

Det haplodiploide system er almindeligt hos bier

Haplodiploid-systemer bestemmer køn afhængigt af individets haploide eller diploide tilstand. Vi mennesker er diploide - både mænd og kvinder. Imidlertid kan denne tilstand ikke ekstrapoleres til alle dyregrupper.

Haplodiploid-systemet er ret almindeligt i hymenopteraner (bier, myrer og lignende), Homoptera (mealybugs og kyllinger) og Coleoptera (biller).

Det klassiske eksempel er bier og bestemmelse af køn i kolonier. Den sociale struktur af bier er ekstremt kompleks, ligesom deres eusociale opførsel, og har deres baser i det genetiske system, der bestemmer deres køn.

Bier mangler kønskromosomer. Hunn er diploide (2n), og mænd er haploide (n), kaldet droner. Af denne grund kommer udviklingen af ​​hunnerne fra befrugtningen af ​​æg, mens de ubefrugtede ægløsning udvikler sig til mænd. Det sidstnævnte har ingen far.

Hos kvinder er inddelingen mellem arbejderne og dronningen ikke genetisk bestemt. Dette hierarki bestemmes af individets diæt i de tidlige stadier af hans liv.

Særlige kromosomer

Det drejer sig om specielle kromosomer eller kønskromosomer, som vi er mest forbundet med. Det er til stede i alle pattedyr, alle fugle og mange insekter, og er en almindelig form i organismer med forskellige seksuelle fænotyper.

Selv om det er meget sjældent i planter, har det været muligt at specificere nogle dioccale arter, der har kønskromosomer.

Dette system har forskellige varianter. Blandt de mest almindelige og enkle finder vi systemerne: XX-X0 og XX-XY, hvor den heterogametiske køn er den mandlige, og ZZ-ZW, hvor den heterogametiske køn er kvinden.

Det første system, XX og X0, er almindeligt i insekter af ordenen Orthoptera og Hemiptera. I disse tilfælde har manden kun et kønskromosom.

XX- og XY-systemet findes i pattedyr, i mange insekter af Diptera-ordenen og i et meget begrænset antal planter, såsom Cannabis sativa. I dette system bestemmes køn af det mandlige gamet. Hvis sidstnævnte har X-kromosomet, svarer afkommet til en hun, mens Y-gameten vil give anledning til en han.

Det sidste system, ZZ og ZW, findes i alle fugle og i nogle insekter af ordenen Lepidoptera

Kryptisk bestemmelse

I visse taxaer har de forskellige miljømæssige stimuli i de tidlige stadier af individers liv en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​køn. I disse tilfælde er bestemmelsen set fra genetisk synspunkt ikke blevet belyst fuldstændigt, og det ser ud til, at kønnen helt afhænger af miljøet.

I havskildpadder, for eksempel, gør en variation af ekstra 1 ° C en hel population af mænd til en befolkning, der udelukkende består af hunner.

Hos alligatorer har det vist sig, at en inkubation under 32 ° C frembringer en population af hunner, og temperaturer, der er højere end 34 ° C, svarer til en population af mænd. I intervallet 32 ​​til 34 er proportionerne mellem kønnene forskellige.

Foruden temperatur er påvirkningen af ​​andre miljøvariabler påvist. I en art af annelid, Bonellia viridis, bestemmes køn i dets larvestadium. Larverne, der svømmer frit i vandet, udvikler sig som hanner.

I modsætning hertil omdannes larver, der udvikler sig tæt på modne hunner, til mænd af visse hormoner, som de udskiller.

Infektion med mikroorganismer

Endelig drøfter vi det specielle tilfælde med, hvordan tilstedeværelsen af ​​en bakterie er i stand til at definere en populations køn. Dette er tilfældet med den berømte bakterie, der hører til slægten Wolbachia.

Wolbachia er en intracellulær symbion, der er i stand til at inficere en lang række leddyrarter og også nogle nematoder. Denne bakterie overføres lodret, fra kvinder til deres fremtidige afkom, med æg - selvom der også er dokumenteret vandret overførsel.

Med hensyn til bestemmelse af køn i de organismer, den beboer, har Wolbachia meget relevante effekter.

Det er i stand til at dræbe mænd i befolkningen, hvor inficerede mænd dør i de tidlige faser af deres liv; feminiserer befolkningen, hvor de udviklende mænd bliver hunner; og endelig er det i stand til at producere parthenogenetiske populationer.

Alle disse nævnte fænotyper, der involverer forvrængning af kønsforholdet med en markant bias mod hunner, forekommer at favorisere overførsel af bakterier til den næste generation.

Takket være sit brede værtsområde har Wolbachia spillet en afgørende rolle i udviklingen af ​​leddyrsbestemmelsessystemer og reproduktionsstrategier.

Andel af kønnene

Pakke med ulve.

En grundlæggende egenskab ved kønsbestemmelsessystemer svarer til forståelsen af ​​andelen af ​​køn eller kønsprocent. Flere teorier og hypoteser er blevet foreslået:

Fisher-hypotese

Ronald Fisher, en anerkendt britisk statistiker og biolog, foreslog i 1930 en teori for at forklare, hvorfor befolkningen opretholder et 50:50-forhold mellem mænd og kvinder. Med rimelighed forklarede det også, hvorfor de mekanismer, der skæver dette lige forhold er valgt imod.

I rækkefølge blev det demonstreret, at et retfærdigt eller afbalanceret kønsforhold udgør en stabil strategi set fra et evolutionært synspunkt.

Det er sandt, at Fishers resultater ikke finder anvendelse under visse omstændigheder, men hans hypotese synes at være generel nok til, at mekanismerne til bestemmelse af køn skal vælges i henhold til hans principper.

Trivers og Willard hypotese

Senere, i 1973, bemærkede disse forfattere, at kønsprocenten var afhængig af mange andre faktorer - hovedsageligt kvindens fysiologiske tilstand - som ikke blev taget i betragtning i Fishers forklaring.

Argumentet var baseret på følgende premisser: Når en kvinde er fysiologisk "sund", skulle hun producere hanner, fordi disse unge har større chance for at overleve og reproducere sig.

På samme måde, når kvinden ikke er i optimale fysiologiske forhold, er den bedste strategi produktionen af ​​andre hunner.

I naturen reproducerer svage hunner ofte på trods af deres fysiologiske "mindreværd" -status. I modsætning til en svag mand, hvor chancerne for reproduktion er usædvanligt lavere.

Dette forslag er testet i forskellige biologiske systemer, såsom rotter, hjorte, sæler og endda i menneskelige populationer.

Evolutionsperspektiv og fremtidige spørgsmål

I lyset af evolution rejser mangfoldigheden af ​​de mekanismer, der bestemmer køn, visse spørgsmål, herunder: hvorfor ser vi denne variation? Hvordan opstår denne variation? Og til sidst, hvorfor forekommer disse ændringer?

Desuden opstår det også fra spørgsmålet, om visse mekanismer giver individet en bestemt fordel i forhold til andre. Det vil sige, hvis en bestemt mekanisme er blevet foretrukket selektivt.

Referencer

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). Wolbachia handler ikke alt om sex: Mand-feminiserende Wolbachia ændrer bladhopperen Zyginidia pullula transkriptom på en hovedsageligt sexuafhængig måde. Grænser inden for mikrobiologi, 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, Tree of Sex Consortium (2014). Sexbestemmelse: hvorfor så mange måder at gøre det på? PLoS biologi, 12 (7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Genetikmanual. Bind 1. National University of Río Cuarto.
4. Leopold, B. (2018). Teori om dyrelivsbefolkningsøkologi. Waveland presse inc.
5. Pierce, BA (2009). Genetik: En konceptuel tilgang. Panamerican Medical Ed.
6. Wolpert, L. (2009). Principper for udvikling. Panamerican Medical Ed.