Določanje spolnih tipov sistemov in njihovih značilnosti



The določanje spola nadzira ga vrsta zelo raznolikih mehanizmov med taksoni, ki določajo spolne značilnosti posameznika. Ti sistemi so lahko intrinzični za posameznike - to je genetsko - ali jih lahko nadzorujejo okoljski dejavniki, ki obdajajo posameznika v zgodnjih fazah njihovega življenja..

V bistvu so biologi te sisteme razvrstili v tri glavne kategorije: posamezne gene, haplodiploidni sistem ali posebne ali spolne kromosome. Ta zadnji primer je primer nas, sesalcev, ptic in nekaterih žuželk.

Enako vplivajo na določanje spola tudi okoljski pogoji. Ta pojav so preučevali pri nekaterih plazilcih in dvoživkah, ki so še posebej pod vplivom temperature. Ta sistem določanja je znan kot skrivnosten.

Indeks

  • 1 Vrste sistemov za določanje spola
    • 1.1 Posamezni geni
    • 1.2 Haplodiploidni sistem
    • 1.3 Posebni kromosomi
    • 1.4 Kriptična določitev
    • 1.5 Okužba z mikroorganizmi
  • 2 Delež spolov
    • 2.1 Fisherjeva hipoteza
    • 2.2 Trivers in Willardova hipoteza
  • 3 Evolucijska perspektiva in prihodnja vprašanja
  • 4 Reference

Vrste sistemov za določanje spola

Spol, razumljen kot mešanica genomov prek mejoze in zlitja gamet, je skoraj univerzalni dogodek v življenju evkariontov.

Ena od najpomembnejših posledic spolnega razmnoževanja je združevanje različnih alelov, ki jih prenašajo različni posamezniki, v koristno genetsko variacijo.

Pri večini evkariontskih organizmov je določanje spola dogodek, ki se pojavi v času oploditve. Ta pojav se lahko pojavi skozi tri različne sisteme: posamezne gene, haplodiploidni sistem ali posebne kromosome.

Prav tako imamo določitev spolnih značilnosti, ki jih posredujejo okoljski dejavniki, kot je temperatura. To se dogaja pri žabah, želvah in aligatorjih, kjer se zdi, da temperatura inkubacij določa spol.

Nato bomo opisali vsak sistem in uporabili primere iz živalskega in rastlinskega kraljestva:

Posamezni geni

V organizmih, kjer je spol določen s posameznimi geni, ni spolnih kromosomov. V teh primerih je spol odvisen od vrste alelov, ki se nahajajo na specifičnih kromosomih.

Z drugimi besedami, spol je določen z genom (ali z večimi) in ne s prisotnostjo popolnega kromosoma.

Različni vretenčarji, kot so ribe, dvoživke in nekateri plazilci, imajo ta sistem. Poročali so tudi o rastlinah.

Aleli, ki so vključeni v ta pojav, imajo splošno znani sistem prevlade, ki obstaja za avtosomne ​​znake. Pri rastlinah so bili prekinjeni aleli, ki določajo moškost, hermafroditizem in ženski značaj posameznika..

Haplodiploidni sistem

Haplodiploidni sistemi določajo spol, odvisno od haploidnega ali diploidnega stanja posameznika. Ljudje smo diploidi - tako moški kot ženske. Vendar tega pogoja ni mogoče ekstrapolirati na vse skupine živali.

Haplodiploidni sistem je precej pogost pri Hymenoptera (čebele, mravlje in podobno), Homoptera (kohnijalci in piščanci) in v Coleoptera (hrošči)..

Klasičen primer je čebela in določanje spola v kolonijah. Družbena struktura čebel je izredno kompleksna, prav tako pa tudi njihovo eusocialno vedenje, ki temelji na genetskem sistemu, ki določa njihov spol..

Čebelam primanjkuje spolnih kromosomov. Samice so diploidne (2n) in haploidni moški (n), imenovani droni. Zato je razvoj samic posledica oploditve jajčec, pri moških pa se razvijejo neoplojena jajca. To pomeni, da slednji nimajo očeta.

Pri ženskah razdelitev med delavce in matico ni genetsko določena. Ta hierarhija je določena s prehranjevanjem posameznika v zgodnjih fazah njegovega življenja.

Posebni kromosomi

Primer posebnih kromosomov ali spolnih kromosomov je tisti, s katerim smo najbolj povezani. Prisoten je pri vseh sesalcih, vseh pticah in številnih žuželkah, saj je običajna oblika v organizmih z različnimi spolnimi fenotipi.

V rastlinah, čeprav je zelo redka, so izpostavljene nekatere škofijske vrste, ki imajo spolne kromosome..

Ta sistem ima različne različice. Med najpogostejšimi in najpreprostejšimi najdemo sisteme: XX-X0 in XX-XY, kjer je heterogametni spol moški, in ZZ-ZW, kjer je heterogametni spol ženski.

Prvi sistem, XX in X0, je pogost pri žuželkah reda Orthoptera in Hemiptera. V teh primerih ima samček en spolni kromosom.

Sistem XX in XY je prisoten pri sesalcih, pri številnih insektih vrst Diptera in v zelo omejenem številu rastlin, Cannabis sativa. V tem sistemu spol določa moški gamete. Če ima slednji kromosom X, potomci ustrezajo ženski, Y gameta pa povzroči nastanek moškega..

Zadnji sistem, ZZ in ZW, je prisoten pri vseh pticah in nekaterih žuželkah reda Lepidoptera

Kriptična določitev

V določenih taksonomih imajo različni okoljski dražljaji v zgodnjih fazah življenja posameznikov ključno vlogo pri določanju spola. V teh primerih ugotovitev z genetskega vidika ni bila v celoti pojasnjena, spol pa je popolnoma odvisen od okolja..

V morskih želvah, na primer, pri spremembi ekstra 1 ° C, se celotna populacija moških pretvori v populacijo, ki jo sestavljajo izključno ženske.

Pri aligatorjih je bilo ugotovljeno, da nižja inkubacija pri 32 ° C povzroči populacijo samic in temperature višje od 34 ° C povzročijo populacijo samcev. V razponu od 32 do 34 so razmerja med spoloma spremenljiva.

Poleg temperature je bil dokazan tudi vpliv drugih okoljskih spremenljivk. Pri vrsti anelida, Bonellia viridis, spol je določen v svojem ličinskem stanju. Ličinke, ki prosto plavajo v vodi, se razvijajo kot samci.

V nasprotju s tem se ličinke, ki se razvijajo v bližini zrelih samic, spremenijo v moške z določenimi hormoni, ki jih izločajo..

Okužba z mikroorganizmi

Nazadnje bomo razpravljali o posebnem primeru, kako je prisotnost bakterije sposobna opredeliti spol populacije. To velja za znano bakterijo iz rodu Wolbachia.

Wolbachia je intracelularni simbiont, ki lahko okuži široko paleto vrst členonožcev in tudi nekatere ogorčice. Ta bakterija se prenaša navpično, od samic do njihove bodoče potomke, z jajci - čeprav je bil dokumentiran tudi horizontalni prenos..

Glede določanja spola v organizmih, ki živijo, Wolbachia ima zelo pomembne učinke.

Zmožen je ubiti samce populacije, kjer okuženi samci umrejo v prvih fazah svojega življenja; feminizira prebivalstvo, kjer moški postajajo samice; in na koncu je sposoben proizvajati partenogene- tične populacije.

Vsi ti omenjeni fenotipi, ki vključujejo izkrivljanje deleža spolov z izrazito pristranskostjo do žensk, se pojavljajo v korist prenosa bakterije v naslednjo generacijo..

Zahvaljujoč široki paleti gostiteljev, Wolbachia je igral ključno vlogo pri razvoju sistemov za določanje spola in reproduktivnih strategijah členonožcev.

Delež spolov

Temeljna lastnost sistemov za določanje spola ustreza razumevanju deleža spolov ali razmerje med spoloma. Predloženih je bilo več teorij in hipotez:

Fisherjeva hipoteza

Ronald Fisher, priznani britanski biolog in statistik, je leta 1930 predlagal teorijo, da pojasni, zakaj populacije ohranjajo razmerje 50:50 moških in žensk. Razumljivo je pojasnil tudi, zakaj so mehanizmi, ki odvračajo ta enak delež, izbrani.

Posledično je bilo mogoče dokazati, da je pravično ali uravnoteženo razmerje med spoloma stabilna strategija z evolucijskega vidika..

Res je, da Fisherjevi rezultati ne veljajo v določenih okoliščinah, vendar se zdi, da je njegova hipoteza dovolj splošna, da je treba mehanizme za določanje spola izbrati v skladu z njihovimi načeli..

Trivers in Willardova hipoteza

Kasneje, leta 1973, so ti avtorji ugotovili, da je razmerje med spoloma odvisno od mnogih drugih dejavnikov - predvsem fiziološkega stanja ženske -, ki niso bili upoštevani v Fisherjevi razlagi..

Argument je temeljil na naslednjih ugotovitvah: ko je ženska fiziološko "zdrava", mora proizvajati samce, ker bodo ti majhni imeli večje možnosti za preživetje in razmnoževanje..

Na enak način, ko ženska ni v optimalnih fizioloških pogojih, je najboljša strategija proizvodnja drugih samic.

V naravi se šibke ženske ponavadi razmnožujejo kljub svojemu fiziološkemu stanju "manjvrednosti". V nasprotju s šibkim moškim, kjer so verjetnosti reprodukcije izjemno nižje.

Ta predlog je bil preizkušen v različnih bioloških sistemih, kot so podgane, jeleni, tjulnji in celo v človeških populacijah.

Evolucijska perspektiva in prihodnja vprašanja

V luči evolucije različnost mehanizmov, ki določajo spol, med njimi ustvarjajo določena vprašanja: zakaj vidimo to variacijo ?, kako se ta variacija pojavi? In zakaj se te spremembe pojavijo??

Poleg tega izhaja tudi iz vprašanja, ali določeni mehanizmi posamezniku dajejo določeno prednost pred drugimi. To je, če je bil določen mehanizem prednostno izbran.

Reference

  1. Asgharian, H., Chang, P.L., Mazzoglio, P.J., & Negri, I. (2014). Wolbachia se ne ukvarja samo s spolnostjo: moški-feminizirajoči Wolbachia spreminja transkriptom škržata Zyginidia pullula v glavnem neodvisno od spola.. Meje v mikrobiologiji, 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). Določanje spola: zakaj je veliko načinov za to?. Biologija PLoS, 12(7), e1001899.
  3. Ferreira, V., Szpiniak, B. in Grassi, E. (2005). Priročnik za genetiko. Zvezek 1. Nacionalna univerza Río Cuarto.
  4. Leopold, B. (2018).Teorija ekologije populacije divjih živali. Waveland pritisnite inc.
  5. Pierce, B. A. (2009). Genetika: konceptualni pristop. Ed Panamericana Medical.
  6. Wolpert, L. (2009). Načela razvoja. Ed Panamericana Medical.