Stanovenie pohlavia typov systémov a ich charakteristiky

určenie pohlavia je kontrolovaný radom veľmi rôznorodých mechanizmov medzi taxónmi, ktoré určujú sexuálne charakteristiky jednotlivca. Tieto systémy môžu byť prirodzené pre jednotlivcov - to je genetické - alebo môžu byť kontrolované environmentálnymi faktormi obklopujúcimi jednotlivca v ranom štádiu ich života..

Pri vnútornom určovaní biológovia klasifikovali tieto systémy do troch hlavných kategórií: jednotlivé gény, haplodiploidný systém alebo špeciálne alebo sexuálne chromozómy. Tento posledný prípad je ten z nás, cicavcov, vtákov a niektorých druhov hmyzu.

Environmentálne podmienky tiež ovplyvňujú určovanie pohlavia. Tento jav bol študovaný u niektorých plazov a obojživelníkov, ktoré sú obzvlášť ovplyvnené teplotou. Tento systém stanovenia je známy ako kryptický.

index

• 1 Typy systémov určovania pohlavia
  • 1.1 Jednotlivé gény
  • 1.2 Haplodiploidný systém
  • 1.3 Špeciálne chromozómy
  • 1.4 Kryptické stanovenie
  • 1.5 Infekcia mikroorganizmami
• 2 Podiel pohlaví
  • 2.1 Fisherova hypotéza
  • 2.2 Trivers a Willardova hypotéza
• 3 Evolučná perspektíva a budúce otázky
• 4 Odkazy

Druhy systémov určovania pohlavia

Sex, chápaný ako zmes genómov prostredníctvom meiózy a fúzie gamét, je prakticky univerzálnym javom v živote eukaryotov.

Jedným z najdôležitejších dôsledkov sexuálnej reprodukcie je párovanie rôznych alel, ktoré prenášajú jednotlivci, do prospešnej genetickej variácie.

Vo väčšine eukaryotických organizmov je určenie pohlavia udalosťou, ku ktorej dochádza v čase oplodnenia. Tento jav sa môže vyskytnúť prostredníctvom troch rôznych systémov: jednotlivých génov, haplodiploidného systému alebo špeciálnych chromozómov.

Tiež máme stanovenie sexuálnych charakteristík sprostredkovaných faktormi prostredia, ako je teplota. K tomu dochádza v žabách, korytnačkách a aligátoroch, kde sa zdá, že teplota inkubácie určuje pohlavie.

Ďalej popíšeme každý systém a použijeme príklady zo živočíšnej a rastlinnej ríše:

Jednotlivé gény

V organizmoch, kde je pohlavie určené jednotlivými génmi, nie sú žiadne pohlavné chromozómy. V týchto prípadoch pohlavie závisí od radu alel umiestnených na špecifických chromozómoch.

Inými slovami, pohlavie je určené génom (alebo niekoľkými z nich) a nie prítomnosťou kompletného chromozómu.

Tento systém majú rôzni stavovce, ako napríklad ryby, obojživelníky a niektoré plazy. Tiež sa uvádza v rastlinách.

Alely podieľajúce sa na tomto fenoméne majú všeobecne známy dominančný systém, ktorý existuje pre autozomálne znaky. V rastlinách boli alely, ktoré určujú mužskosť, hermafroditizmus a ženský charakter jednotlivca, prerušované..

Haplodiploidný systém

Haplodiploidné systémy určujú pohlavie v závislosti od haploidného alebo diploidného stavu jedinca. My ľudia sme diploidy - muži aj ženy. Tento stav však nemožno extrapolovať na všetky skupiny zvierat.

Haplodiploidný systém je pomerne častý u Hymenoptera (včely, mravce a podobne), Homoptera (kochineals a chickras) a Coleoptera (chrobáky)..

Klasickým príkladom je včely a určenie pohlavia v kolóniách. Sociálna štruktúra včiel je mimoriadne zložitá, rovnako ako ich eusocialné správanie, ktoré má svoje základy v genetickom systéme, ktorý rozhoduje o ich pohlaví.

Včely nemajú pohlavné chromozómy. Samice sú diploidné (2n) a haploidné samce (n), nazývané drony. Preto vývoj samíc pochádza z oplodnenia vajíčok, zatiaľ čo neplodné vajíčka sa vyvíjajú u samcov. To znamená, že títo nemajú otca.

U žien nie je rozdelenie medzi pracovníkmi a kráľovnou určené geneticky. Táto hierarchia je určená kŕmením jednotlivca v ranom štádiu jeho života.

Špeciálne chromozómy

Prípad špeciálnych chromozómov alebo pohlavných chromozómov je ten, s ktorým sme najviac príbuzní. Je prítomný vo všetkých cicavcoch, všetkých vtákoch a mnohých hmyzoch, ktoré sú bežnou formou v organizmoch s rôznymi sexuálnymi fenotypmi.

V rastlinách, hoci je to veľmi zriedkavé, boli poukázané na niektoré diecézne druhy, ktoré majú pohlavné chromozómy..

Tento systém má rôzne varianty. Medzi najbežnejšie a najjednoduchšie patria systémy: XX-X0 a XX-XY, kde heterogametickým pohlavím je muž a ZZ-ZW, kde heterogametickým pohlavím je žena.

Prvý systém, XX a XO, je bežný u hmyzu radu Orthoptera a Hemiptera. V týchto prípadoch má samec pohlavný chromozóm.

Systém XX a XY je prítomný u cicavcov, v mnohých hmyzoch radu Diptera a vo veľmi obmedzenom počte rastlín, ako je napr. Cannabis sativa. V tomto systéme je pohlavie určené mužským pohlavím. Ak má tento chromozóm X, potomstvo zodpovedá samici, zatiaľ čo gaméta Y spôsobí vznik samca..

Posledný systém ZZ a ZW je prítomný u všetkých vtákov a niektorých druhov hmyzu radu Lepidoptera

Kryptické stanovenie

V niektorých taxónoch majú pri určovaní pohlavia rozhodujúcu úlohu rôzne environmentálne stimuly v ranom štádiu života jednotlivcov. V týchto prípadoch nebolo úplne objasnené stanovenie z genetického hľadiska a zdá sa, že pohlavie úplne závisí od životného prostredia..

V morských korytnačkách, napríklad variácia v extra 1 ° C, sa celá populácia mužov mení na populáciu pozostávajúcu výlučne zo žien..

U aligátorov sa zistilo, že nižšia inkubácia pri 32 ° C produkuje populáciu žien a teploty vyššie ako 34 ° C majú za následok populáciu samcov. V rozsahu od 32 do 34 sú pomery medzi pohlaviami variabilné.

Okrem teploty sa preukázal aj vplyv iných premenných prostredia. U druhu annelid, Bonellia viridis, pohlavia sa určuje v jeho larválnom stave. Larvy, ktoré voľne plávajú vo vode, sa vyvíjajú ako samce.

Naproti tomu larvy, ktoré sa vyvíjajú v blízkosti zrelých samíc, sa transformujú na samce určitými hormónmi, ktoré vylučujú.

Infekcia mikroorganizmami

Nakoniec sa budeme zaoberať špeciálnym prípadom, ako je prítomnosť baktérie schopná definovať pohlavie populácie. Toto je prípad slávnej baktérie patriacej do rodu Wolbachia.

Wolbachia je intracelulárny symbiont, schopný infikovať široké spektrum druhov článkonožcov a tiež niektoré nematódy. Táto baktéria sa prenáša vertikálne, od samíc do ich budúceho potomstva, vajciami - aj keď bol dokumentovaný aj horizontálny prenos.

Pokiaľ ide o určenie pohlavia v organizmoch, ktoré obývajú, Wolbachia má veľmi významné účinky.

Je schopný zabíjať samcov populácie, kde infikovaní muži umierajú v prvých fázach svojho života; feminizuje obyvateľstvo, kde sa vyvíjajúci sa muži stávajú ženami; a nakoniec je schopný produkovať partenogénne populácie.

Všetky tieto uvedené fenotypy, ktoré zahŕňajú skreslenie podielu pohlavia s výraznou odchýlkou ​​voči ženám, sa vyskytujú v prospech prenosu baktérií na ďalšiu generáciu..

Vďaka širokej škále hostiteľov, Wolbachia zohral kľúčovú úlohu vo vývoji systémov určovania pohlavia a reprodukčných stratégií článkonožcov.

Podiel pohlaví

Základná vlastnosť systémov určovania pohlavia zodpovedá pochopeniu pomeru pohlavia alebo pohlavia pomer pohlavia. Bolo navrhnutých niekoľko teórií a hypotéz:

Fisherova hypotéza

Ronald Fisher, uznávaný britský biológ a štatistik, navrhol v roku 1930 teóriu vysvetľujúcu, prečo populácie udržujú pomer mužov a žien v pomere 50:50. Rozumne tiež vysvetlil, prečo sú mechanizmy, ktoré presmerujú tento rovnaký podiel, zvolené proti.

Následne bolo možné preukázať, že spravodlivý alebo vyvážený pomer pohlavia predstavuje z hľadiska evolúcie stabilnú stratégiu.

Je pravda, že Fisherove výsledky sa za určitých okolností neuplatňujú, ale jeho hypotéza sa zdá byť dostatočne všeobecná, aby sa mechanizmy určovania pohlavia mali vyberať podľa ich zásad..

Trivers a Willardova hypotéza

Následne, v roku 1973, títo autori poznamenali, že pomer pohlavia závisí od mnohých ďalších faktorov - najmä fyziologického stavu ženy - ktoré neboli zohľadnené v Fisherovom vysvetlení..

Argument bol založený na nasledovných podmienkach: keď je žena fyziologicky „zdravá“, mala by produkovať samcov, pretože títo malí budú mať väčšiu šancu na prežitie a reprodukciu.

Podobne, keď žena nie je v optimálnych fyziologických podmienkach, najlepšou stratégiou je produkcia iných samíc.

V prírode majú slabé ženy tendenciu množiť sa napriek ich fyziologickému stavu "menejcennosti". Na rozdiel od slabého muža, kde pravdepodobnosť reprodukcie je výnimočne nižšia.

Tento návrh bol testovaný v rôznych biologických systémoch, ako napríklad potkanoch, jeleňoch, tuleňoch a dokonca aj v ľudských populáciách.

Evolučná perspektíva a budúce otázky

Vo svetle evolúcie, rozmanitosť mechanizmov, ktoré určujú pohlavie, vyvoláva medzi nimi určité otázky: prečo vidíme túto variáciu?, Ako táto variácia vzniká? A nakoniec, prečo sa tieto zmeny vyskytujú??

Okrem toho vyplýva aj z otázky, či určité mechanizmy dávajú jednotlivcovi určitú výhodu oproti iným. To znamená, že ak by bol nejaký konkrétny mechanizmus uprednostňovaný selektívne.

referencie

1. Asgharian, H., Chang, P.L., Mazzoglio, P. J., & Negri, I. (2014). Wolbachia nie je len o sexe: samec-feminizujúci Wolbachia mení listovníka Zyginidia pullula transcriptome hlavne pohlavne nezávislým spôsobom. Hranice v mikrobiológii, 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). Určenie pohlavia: prečo toľko spôsobov, ako to urobiť?. Biológia PLoS, 12(7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Príručka genetiky. Zväzok 1. Národná univerzita Río Cuarto.
4. Leopold, B. (2018).Teória ekologie prírody. Waveland press inc.
5. Pierce, B. A. (2009). Genetika: koncepčný prístup. Panamericana Medical.
6. Wolpert, L. (2009). Zásady rozvoja. Panamericana Medical.