Kønbestemmelse, typer af systemer og egenskaber

2233
Philip Kelley

Det kønsbestemmelse den styres af en række meget forskellige mekanismer blandt taxaer, som fastslår individets seksuelle egenskaber. Disse systemer kan være iboende for individet - dvs. genetisk - eller styres af de miljømæssige faktorer, der omgiver individet i de tidlige stadier af deres liv..

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

Kilde: Pixabay.com

På samme måde påvirker miljøforhold også kønsbestemmelse. Dette fænomen er blevet undersøgt i nogle krybdyr og padder, som især er påvirket af temperaturen. Dette system til bestemmelse er kendt som kryptisk.

Artikelindeks

  • 1 Typer af kønsbestemmelsessystemer
    • 1.1 Individuelle gener
    • 1.2 Haplodiploid-system
    • 1.3 Særlige kromosomer
    • 1.4 Kryptisk bestemmelse
    • 1.5 Infektion med mikroorganismer
  • 2 Andel af kønnene
    • 2.1 Fishers hypotese
    • 2.2 Trivers og Willard-hypotese
  • 3 Evolutionært perspektiv og fremtidige spørgsmål
  • 4 Referencer

Typer af kønsbestemmelsessystemer

Sex, forstået som blanding af genomer via meiose og kønsfusion, er en praktisk talt universel begivenhed i eukaryoternes 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 kønsbestemmelse en begivenhed, der finder sted på befrugtningstidspunktet. Dette fænomen kan forekomme ved tre forskellige systemer: individuelle gener, haplodiploid-system eller specielle kromosomer..

På samme måde har vi bestemmelsen af ​​seksuelle egenskaber medieret af miljøfaktorer, såsom temperatur. Dette sker i frøer, skildpadder og alligatorer, hvor inkubationstemperaturer 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 kønskromosomer. 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, padder 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 tegn. I planter er de alleler, der bestemmer maskulinitet, hermafroditisme og individets feminine karakter, blevet specificeret..

Haplodiploid-system

Det haplodiploide system er almindeligt hos bier

Haplodiploide 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..

Det haplodiploide system er ret almindeligt i Hymenoptera (bier, myrer og lignende), Homoptera (hvidblå og kyllinger) og Coleoptera (biller).

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

Bier mangler kønskromosomer. Kvinder er diploide (2n) og hanner er haploide (n), kaldet droner. Derfor kommer udviklingen af ​​hunner fra befrugtning af æggene, mens de ubefrugtede æg udvikler sig til hanner. Det vil sige, sidstnævnte har ingen far.

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

Specielle kromosomer

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

Selvom det er meget sjældent i planter, er der specificeret 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 det heterogametiske køn er det mandlige, og ZZ-ZW, hvor det heterogametiske køn er kvinden..

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

XX- og XY-systemet er til stede i pattedyr, i mange insekter i Diptera-ordenen og i et meget begrænset antal planter, såsom Cannabis sativa. I dette system bestemmes sex af den mandlige gamet. Hvis sidstnævnte har X-kromosom, svarer afkom til en kvinde, mens Y-gameten vil give anledning til en mand.

Det sidste system, ZZ og ZW, er til stede i alle fugle og i nogle insekter af ordenen Lepidoptera

Kryptisk bestemmelse

I visse taxaer har de forskellige miljømæssige stimuli i de første faser af individernes liv en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​køn. I disse tilfælde er bestemmelsen ud fra et genetisk synspunkt ikke blevet fuldstændigt belyst, og køn synes at være helt afhængig af miljøet..

I havskildpadder forvandler en variation på 1 ° C ekstra en hel population af mænd til en population bestående udelukkende af hunner..

I alligatorer har det vist sig, at en inkubation under 32 ° C producerer en population af hunner, og temperaturer over 34 ° C oversættes til en population af hanner. I intervallet fra 32 til 34 er proportionerne mellem kønnene variable.

Ud over temperaturen er indflydelsen fra andre miljøvariabler blevet påvist. I en slags annelid, Bonellia viridis, køn bestemmes i dets larvestadium. Larverne, der svømmer frit i vandet, udvikler sig som hanner.

I modsætning hertil omdannes larverne, der udvikler sig nær modne hunner, til hanner af visse hormoner, som disse udskiller.

Infektion af mikroorganismer

Endelig vil vi diskutere det specielle tilfælde af, hvordan tilstedeværelsen af ​​en bakterie er i stand til at definere køn af en population. Dette er tilfældet med de berømte bakterier, der tilhører slægten Wolbachia.

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

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

Det er i stand til at dræbe mænd i befolkningen, hvor inficerede mænd dør i de tidlige stadier af deres liv; feminiserer befolkningen, hvor udviklende mænd bliver til kvinder; 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 kvinder, forekommer at favorisere transmission af bakterierne til næste generation..

Takket være det brede udvalg af værter, Wolbachia har spillet en afgørende rolle i udviklingen af ​​kønsbestemmelsessystemer og leddyrs reproduktive strategier.

Andel af kønnene

Ulvepakke.

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

Fisher hypotese

Ronald Fisher, en anerkendt britisk statistiker og biolog, foreslog i 1930 en teori, der skulle forklare, hvorfor befolkningerne opretholder et forhold mellem mænd og kvinder på 50:50. Med rimelighed forklarede det også, hvorfor de mekanismer, der skæver dette lige forhold, vælges mod.

Efterfølgende var det muligt at demonstrere, at et retfærdigt eller afbalanceret kønsforhold udgør en stabil strategi set fra et evolutionært synspunkt.

Det er rigtigt, 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 kønsforholdet var afhængig af mange andre faktorer - primært kvindens fysiologiske tilstand - der ikke blev taget i betragtning i Fishers forklaring..

Argumentet var baseret på følgende forudsætninger: når en kvinde er fysiologisk "sund", skal hun producere hanner, fordi disse små vil have større chance for at overleve og reproducere.

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

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

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

Evolutionært perspektiv og fremtidige spørgsmål

I lyset af evolutionen rejser mangfoldigheden af ​​de mekanismer, der bestemmer sex, visse spørgsmål, herunder: hvorfor ser vi denne variation? Hvordan opstår denne variation? Og endelig, hvorfor sker disse ændringer??

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

Referencer

  1. Asgharian, H., Chang, P. L., Mazzoglio, P. J., & Negri, I. (2014). Wolbachia handler ikke kun om sex: mandlig feminiserende Wolbachia ændrer bladhopper Zyginidia pullula transkriptom på en hovedsagelig kønsuafhængig måde. Grænser inden for mikrobiologi5, 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 biologi12(7), e1001899.
  3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Genetikmanual. Bind 1. National University of Río Cuarto.
  4. Leopold, B. (2018).Teori om dyrelivs befolkningsøkologi. Waveland Press Inc..
  5. Pierce, B.A. (2009). Genetik: En konceptuel tilgang. Panamerican Medical Ed..
  6. Wolpert, L. (2009). Udviklingsprincipper. Panamerican Medical Ed..

Endnu ingen kommentarer