ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ПОЛА: ВИДОВЕ СИСТЕМИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В определянето на секс се контролира от редица механизми варират между таксони, които установяват полови белези на индивида. Тези системи могат да бъдат присъщи на индивида - тоест генетични - или да бъдат контролирани от фактори на околната среда, които заобикалят индивида през ранните етапи от живота.

При вътрешното определяне биолозите класифицират тези системи в три основни категории: индивидуални гени, хаплодиплоидна система или специални или полови хромозоми. Последният случай е този на нас, бозайници, птици и някои насекоми.

Източник: pixabay.com

По същия начин условията на околната среда влияят и на определянето на пола. Това явление е проучено при някои влечуги и земноводни, които са особено повлияни от температурата. Тази система на определяне е известна като криптична.

Видове системи за определяне на пола

Сексът, разбиран като смесване на геноми чрез мейоза и синтез на гамети, е практически универсално събитие в живота на еукариотите.

Едно от най-важните последици от сексуалното възпроизводство е свързването на различни алели, носени от различни индивиди, в благоприятна генетична вариация.

При повечето еукариотни организми определянето на пола е събитие, което се случва в момента на оплождането. Това явление може да възникне от три различни системи: отделни гени, хаплодиплоидна система или специални хромозоми.

По същия начин имаме определянето на сексуалните характеристики, опосредствани от фактори на околната среда, като температура. Това се случва при жаби, костенурки и алигатори, където температурата на инкубацията като че ли определя пола.

Ще опишем всяка система по-долу, използвайки примери, взети от царствата на животните и растенията:

Индивидуални гени

В организмите, където полът се определя от отделни гени, няма полови хромозоми. В тези случаи сексът зависи от поредица от алели, разположени върху специфични хромозоми.

С други думи, сексът се определя от ген (или от няколко от тях), а не от наличието на пълна хромозома.

Различни гръбначни животни като риби, земноводни и някои влечуги имат тази система. Съобщава се и за растения.

Алелите, които участват в това явление, имат широко известната система за доминиране, която съществува за автозомните характери. В растенията са посочени алелите, които определят мъжествеността, хермафродитизма и женския характер на индивида.

Хаплодиплоидна система

Хаплодиплоидната система е често срещана при пчелите

Хаплодиплоидните системи определят пола в зависимост от хаплоидното или диплоидното състояние на индивида. Ние хората сме диплоидни - и мъже, и жени. Това състояние обаче не може да бъде екстраполирано върху всички животински групи.

Хаплодиплоидната система е доста често срещана при Hymenoptera (пчели, мравки и други подобни), Homoptera (червеи и пилета) и Coleoptera (бръмбари).

Класическият пример е този на пчелите и определянето на пола в колонии. Социалната структура на пчелите е изключително сложна, както и еусоциалното им поведение, които имат своите основи в генетичната система, която определя техния пол.

Пчелите нямат полови хромозоми. Женските са диплоидни (2n), а мъжките са хаплоидни (n), наречени дронове. По тази причина развитието на женските идва от оплождането на яйцата, докато неоплодените овули се развиват в мъжки. Тоест последните нямат баща.

При жените разделението между работниците и кралицата не се определя генетично. Тази йерархия се определя от диетата на индивида в ранните етапи от живота му.

Специални хромозоми

Случаят със специални хромозоми или полови хромозоми е този, с който сме най-свързани. Той присъства при всички бозайници, всички птици и много насекоми, като е често срещана форма в организми с различни сексуални фенотипи.

В растенията, въпреки че е много рядко, е възможно да се посочат някои диокални видове, които имат полови хромозоми.

Тази система има различни варианти. Сред най-разпространените и прости са системите: XX-X0 и XX-XY, където хетерогаметичният пол е мъжкият, и ZZ-ZW, където хетерогаметичният пол е женският.

Първата система, XX и X0, е ​​често срещана при насекоми от порядъка Orthoptera и Hemiptera. В тези случаи мъжката има само една полова хромозома.

Системата XX и XY присъства при бозайници, в много насекоми от порядъка на Diptera и в много ограничен брой растения, като Cannabis sativa. В тази система полът се определя от мъжката гама. Ако последната има Х хромозома, потомството съответства на женска, докато гаметата Y ще роди мъжки.

Последната система, ZZ и ZW, присъства при всички птици и в някои насекоми от порядъка Lepidoptera

Криптично определяне

В някои таксони различните стимули на околната среда в ранните етапи от живота на хората имат решаваща роля за определяне на пола. В тези случаи определянето от генетична гледна точка не е изяснено напълно и сексът изглежда зависи изцяло от околната среда.

При морските костенурки, например, изменението на допълнителните 1 ° C превръща цяла популация от мъжки в популация, съставена изключително от женски.

В алигаторите е установено, че инкубацията по-ниска от 32 ° C произвежда популация от жени, а температури по-високи от 34 ° C се превръщат в популация от мъже. В диапазона от 32 до 34 пропорциите между половете са променливи.

В допълнение към температурата е доказано влиянието на други променливи на околната среда. При един вид анелид, Bonellia viridis, полът се определя в стадия му на ларви. Ларвите, които плуват свободно във водата, се развиват като мъжки.

За разлика от тях, ларвите, които се развиват близо до зрели жени, се трансформират в мъжки от определени хормони, които те отделят.

Инфекция от микроорганизми

Накрая ще обсъдим специалния случай за това как наличието на бактерия е в състояние да определи пола на популация. Такъв е случаят с известната бактерия, принадлежаща към род Wolbachia.

Wolbachia е вътреклетъчен симбионт, способен да зарази широк спектър от членестоноги видове, както и някои нематоди. Тази бактерия се предава вертикално, от женските до бъдещото им потомство, чрез яйца, въпреки че е документиран и хоризонтален трансфер.

По отношение на определянето на пола в организмите, които обитава, Wolbachia има изключително уместно въздействие.

Способен е да убива мъже в популацията, където заразените мъже умират през ранните етапи от живота си; феминизира популацията, където развиващите се мъжки стават жени; и накрая, той е способен да произвежда партеногенетични популации.

Всички тези споменати фенотипове, които включват нарушаване на половото съотношение с подчертано пристрастие към женските, се случват в полза на предаването на бактериите към следващото поколение.

Благодарение на широкия си набор от домакини, Wolbachia изигра решаваща роля в развитието на системите за определяне на пола на членестоногите и репродуктивните стратегии.

Пропорция на половете

Пакет вълци.

Основно свойство на системите за определяне на пола съответства на разбирането на съотношението между половете или пола. Предложени са няколко теории и хипотези:

Хипотеза на Фишър

Роналд Фишър, известен британски статистик и биолог, предложи през 1930 г. теория, която да обясни защо популациите поддържат съотношение 50:50 при мъжете и жените. Разумно също така обясни защо механизмите, които изкривяват това равно съотношение, са избрани срещу.

Последователно беше възможно да се демонстрира, че справедливото или балансирано съотношение на пола представлява стабилна стратегия от еволюционна гледна точка.

Вярно е, че резултатите на Фишър не се прилагат при определени обстоятелства, но неговата хипотеза изглежда достатъчно обща, че механизмите за определяне на пола трябва да бъдат избрани според неговите принципи.

Хипотеза на Тривърс и Уилард

По-късно, през 1973 г., тези автори отбелязват, че половото съотношение зависи от много други фактори - главно от физиологичното състояние на женската - които не са взети под внимание в обяснението на Фишър.

Аргументът се основаваше на следните предпоставки: когато женската е физиологично „здрава“, тя трябва да произвежда мъжки, защото тези млади ще имат по-голям шанс да оцелеят и да се размножават.

По същия начин, когато женската не е в оптимални физиологични условия, най-добрата стратегия е производството на други женски.

В природата слабите женски често се възпроизвеждат, въпреки физиологичния си статус на "малоценност". За разлика от слаб мъж, където шансовете за размножаване са изключително по-ниски.

Това предложение е тествано в различни биологични системи, като плъхове, елени, тюлени и дори в човешки популации.

Еволюционна перспектива и бъдещи въпроси

В светлината на еволюцията многообразието на механизмите, които определят пола, повдига някои въпроси, включително: защо виждаме тази промяна? Как възниква тази промяна? И накрая, защо се появяват тези промени?

Освен това той възниква и от въпроса дали определени механизми дават на индивида определено предимство пред останалите. Тоест, ако някой конкретен механизъм е избран избирателно.

Препратки

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). Wolbachia не се отнася само до секса: феминизирането на мъже Wolbachia променя преписващия текст на Zyginidia pullula по главно независим от пола начин. Граници в микробиологията, 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). Определяне на пола: защо толкова много начини да го направите ?. PLoS биология, 12 (7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Наръчник по генетика. Том 1. Национален университет в Рио Куарто.
4. Леополд, Б. (2018). Теория на екологията на популацията на дивата природа. Waveland press inc.
5. Пиърс, BA (2009). Генетика: концептуален подход. Panamerican Medical Ed.
6. Wolpert, L. (2009). Принципи на развитие. Panamerican Medical Ed.