NEM MEGHATÁROZÁSA: RENDSZEREK TÍPUSAI ÉS JELLEMZŐI - BIOLÓGIA - 2025

A nemek meghatározását számos, a taxonok közötti mechanizmus szabályozza, amelyek meghatározzák az egyén szexuális tulajdonságait. Ezek a rendszerek lehetnek az egyén számára belső - vagyis genetikai -, vagy olyan környezeti tényezők által vezérelhetők, amelyek az egyént körülvezik az élet korai szakaszában.

A belső meghatározás során a biológusok ezeket a rendszereket három fő kategóriába sorolták: egyedi gének, haplodiploid rendszer vagy speciális vagy nemi kromoszómák. Ez az utolsó eset vonatkozik ránk, emlősökre, madarakra és néhány rovarra.

Forrás: pixabay.com

Ugyanígy a környezeti feltételek befolyásolják a nemek meghatározását. Ezt a jelenséget néhány hüllőnél és kétéltűnél vizsgálták, amelyeket különösen a hőmérséklet befolyásol. Ez a meghatározási rendszer rejtélyes.

A nemi meghatározó rendszerek típusai

A szex, amelyet genomok meiosis által történő keveredésével és ivarsejtek fúziójával értünk, gyakorlatilag egyetemes esemény az eukarióták életében.

A szexuális szaporodás egyik legfontosabb következménye a különféle egyének hordozott allélek összekapcsolása egy jótékony genetikai variációval.

A legtöbb eukarióta szervezetben a nemek meghatározása olyan esemény, amely a megtermékenyítés idején következik be. Ez a jelenség három különböző rendszerben fordulhat elő: egyedi gének, haplodiploid rendszer vagy speciális kromoszómák.

Hasonlóképpen, meghatározzuk a szexuális tulajdonságokat, amelyeket a környezeti tényezők, például a hőmérséklet közvetítik. Ez békákban, teknősökben és aligátorokban fordul elő, ahol az inkubációs hőmérséklet úgy tűnik, hogy meghatározza a nemet.

Az alábbiakban leírjuk az egyes rendszereket az állati és növényi királyságokból vett példák felhasználásával:

Egyéni gének

Azokban a szervezetekben, amelyekben a nemet az egyes gének határozzák meg, nincs nemi kromoszóma. Ezekben az esetekben a nem a meghatározott kromoszómákon található allél sorozattól függ.

Más szavakkal, a nemet egy gén (vagy ezek közül több) határozza meg, nem pedig a teljes kromoszóma jelenléte.

Különböző gerincesek, például halak, kétéltűek és néhány hüllők rendelkeznek ezzel a rendszerrel. A növényekről is beszámoltak.

Az ebben a jelenségben részt vevő alléleknek széles körben ismert domináns rendszere van, amely létezik az autoszomális karaktereknél. A növényekben meghatározták azokat az allélokat, amelyek meghatározzák a férfiasságot, a hermafroditizmust és az egyén nőies jellegét.

Haplodiploid rendszer

A haplodiploid rendszer gyakori a méhekben

A haplodiploid rendszerek az egyén haploid vagy diploid állapotától függően határozzák meg a nemet. Mi emberek diploidok vagyunk - férfiak és nők egyaránt. Ezt a feltételt azonban nem lehet minden állatcsoportra kiterjeszteni.

A haplodiploid rendszer nagyon gyakori a hymenopteránokban (méhek, hangyák és hasonlók), a Homoptera (étkezési bogarak és csibék) és a Coleoptera (bogarak) között.

A klasszikus példa a méhek és a nemek meghatározása a kolóniákban. A méhek társadalmi felépítése rendkívül bonyolult, csakúgy, mint eusocialis viselkedésük, mivel a genetikai rendszer alapja a neme.

A méhek nem rendelkeznek nemi kromoszómákkal. A nőstények diploidok (2n) és a férfiak haploidok (n), úgynevezett drónok. Ezért a nőstények fejlődése a tojások megtermékenyítéséből származik, míg a megtermékenyítetlen petesejtek hímekké alakulnak. Vagyis az utóbbiaknak nincs apa.

Nőkben a munkavállalók és a királynő közötti megoszlást genetikailag nem határozzák meg. Ezt a hierarchiát az egyén étrendje határozza meg életének korai szakaszában.

Speciális kromoszómák

A speciális kromoszómák vagy a nemi kromoszómák esete az, amellyel vagyunk leginkább rokonok. Minden emlősben, madárban és sok rovarban megtalálható, és a különböző szexuális fenotípusú szervezetekben általános formája.

A növényekben, bár ez nagyon ritka, sikerült meghatározni néhány olyan nemi kromoszómával rendelkező diokkális fajt.

Ennek a rendszernek különböző változatai vannak. A leggyakoribb és egyszerű rendszerek között megtaláljuk azokat a rendszereket: XX-X0 és XX-XY, ahol a heterogametikus nem a férfi, és a ZZ-ZW, ahol a heterogametikus nem a nő.

Az első rendszer, a XX és az X0, az Orthoptera és a Hemiptera rendű rovarokban gyakori. Ezekben az esetekben a hímnek csak egy nemi kromoszóma van.

A XX és XY rendszer megtalálható az emlősökben, a Diptera sorozat számos rovarában és nagyon korlátozott számú növényben, például a Cannabis sativa. Ebben a rendszerben a nemet a férfi ivadék határozza meg. Ha ez utóbbi rendelkezik X-kromoszómával, az utód nősténynek felel meg, míg az Y-ivarsejt hímnek felel meg.

Az utolsó rendszer, a ZZ és a ZW, minden madárban és a Lepidoptera rendű rovarokban megtalálható

Rejtjeles meghatározás

Bizonyos taxonokban a különféle környezeti ingerek, az egyének életének korai szakaszában, döntő szerepet játszanak a nem meghatározásában. Ezekben az esetekben a genetikai szempontból történő meghatározást nem sikerült teljesen tisztázni, és a neme úgy tűnik, hogy teljesen a környezettől függ.

Például a tengeri teknősökben egy további 1 ° C-os ingadozás a hímek teljes populációját olyan populációvá teszi, amely kizárólag nőstényekből áll.

Az aligátorokban azt találták, hogy a 32 ° C alatti inkubáció nőstény populációt eredményez, és a 34 ° C feletti hőmérséklet férfiak populációjává vált. A 32 és 34 közötti tartományban a nemek közötti arány változó.

A hőmérsékleten kívül bebizonyították más környezeti változók befolyását is. Az egyik annelid fajban, a Bonellia viridisben a nemet a lárva stádiumában határozzák meg. A lárvák, amelyek szabadon úsznak a vízben, hímként fejlődnek ki.

Ezzel szemben az érett nőstények közelében fejlődő lárvák bizonyos hormonok által, amelyeket kiválasztanak, hímssé alakulnak.

Mikroorganizmusok általi fertőzés

Végül azt a különleges esetet fogjuk megvitatni, hogy egy baktérium jelenléte hogyan határozhatja meg a populáció nemét. Ez vonatkozik a Wolbachia nemhez tartozó híres baktériumra.

A Wolbachia egy intracelluláris szimbólum, amely képes ízeltlábúak sokféle fajtáját és néhány fonálférget megfertőzni. Ezt a baktériumot petesejtekkel vertikálisan terjesztik a nőstényektől a jövőbeli utódokig - bár a vízszintes átvitelt szintén dokumentálták.

Ami a nemben a betelepített szervezetekben a meghatározását illeti, a Wolbachia rendkívül releváns hatással rendelkezik.

Képes megölni a hímeket a lakosságban, ahol a fertőzött hímek életük korai szakaszában elpusztulnak; nővé teszi a lakosságot, ahol a fejlődő férfiak nőssé válnak; és végül képes partenogenetikus populációkat előállítani.

Az említett fenotípusok mindegyike, amelyek a nemek arányának torzulását vonják maga után a nőstények felé mutató előfeltételek mellett, elősegítik a baktériumok átvitelét a következő generációra.

Széles gazdaköreinek köszönhetően a Wolbachia kulcsfontosságú szerepet játszott az ízeltlábúak nemének meghatározására szolgáló rendszerek és reproduktív stratégiák kialakításában.

A nemek aránya

Csomag farkas.

A nemi meghatározó rendszerek alapvető tulajdonsága a nemek arányának vagy a nemek arányának megértése. Számos elméletet és hipotézist javasoltak:

Fisher hipotézis

Ronald Fisher, az elismert brit statisztikus és biológus 1930-ban elméletet javasolt annak magyarázatára, hogy a populációk miért tartják fenn a férfiak és nők 50:50 arányát. Ésszerűen azt is magyarázta, hogy miért választják meg az egyenlő arányt torzító mechanizmusokat.

Ennek következtében sikerült bebizonyítani, hogy a méltányos vagy kiegyensúlyozott nemek aránya stabil stratégia az evolúció szempontjából.

Igaz, hogy Fisher eredményei bizonyos körülmények között nem vonatkoznak, de hipotézise elég általánosnak tűnik, hogy a nemet meghatározó mechanizmusokat alapelveinek megfelelően kell megválasztani.

Trivers és Willard hipotézis

Később, 1973-ban, ezek a szerzők megjegyezték, hogy a nemek aránya sok egyéb tényezőtől - elsősorban a nő élettani állapotától - függ, amelyeket nem vették figyelembe Fisher magyarázatában.

Az érv a következő feltevéseken alapult: amikor egy nő fiziológiásán "egészséges", férfit kell termelnie, mivel ezeknek a fiataloknak nagyobb esélyük van a túlélésre és a szaporodásra.

Ugyanígy, ha a nőstény nem optimális élettani körülmények között, akkor a legjobb stratégia más nőstények termelése.

A természetben a gyenge nőstények gyakran szaporodnak, annak fiziológiás "alacsonyabbrendűségi" állapota ellenére. Ellentétben egy gyenge hímvel, ahol a szaporodás esélye rendkívül alacsony.

Ezt a javaslatot különféle biológiai rendszerekben tesztelték, például patkányokban, szarvasokban, fókákban és még az emberi populációkban is.

Evolúciós perspektíva és jövőbeli kérdések

Az evolúció fényében a nemet meghatározó mechanizmusok sokfélesége bizonyos kérdéseket vet fel, többek között: miért látjuk ezt a variációt? Hogyan jön létre ez a variáció? És végül, miért történnek ezek a változások?

Ezenkívül az is felmerül a kérdés, hogy bizonyos mechanizmusok biztosítanak-e az egyénnek bizonyos előnyöket másokkal szemben. Vagyis ha valamelyik mechanizmust szelektíven részesítették előnyben.

Irodalom

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ és Negri, I. (2014). A Wolbachia nem csupán a szexről szól: a férfifeminizáló Wolbachia elsősorban nemtől függetlenül megváltoztatja a Zyginidia pullula levélvirág transzkriptómát. Határok a mikrobiológiában, 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, Szexuális Konzorcium Tree (2014). Nemi meghatározás: miért van ilyen sokféle módszer? PLoS biology, 12 (7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. és Grassi, E. (2005). Genetikai kézikönyv. 1. kötet. A Río Cuarto Nemzeti Egyetem.
4. Leopold, B. (2018). A vadon élő állatok ökológiájának elmélete. Waveland press inc.
5. Pierce, BA (2009). Genetika: Fogalmi megközelítés. Panamerican Medical Ed.
6. Wolpert, L. (2009). A fejlődés alapelvei. Panamerican Medical Ed.