Προσδιορισμός των τύπων φύλου των συστημάτων και των χαρακτηριστικών τους



Το καθορισμός του φύλου ελέγχεται από μια σειρά πολύ διαφορετικών μηχανισμών μεταξύ των ταξινομικών κατηγοριών, που καθορίζουν τα σεξουαλικά χαρακτηριστικά του ατόμου. Αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι εγγενή σε άτομα - δηλαδή, γενετικά - ή να ελέγχονται από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες που περιβάλλουν το άτομο κατά τα πρώτα στάδια της ζωής του.

Στον εγγενή προσδιορισμό, οι βιολόγοι έχουν ταξινομήσει αυτά τα συστήματα σε τρεις κύριες κατηγορίες: μεμονωμένα γονίδια, απλοδιπλοειδές σύστημα ή ειδικά ή σεξουαλικά χρωμοσώματα. Αυτή η τελευταία περίπτωση είναι αυτή μας, θηλαστικά, πουλιά και μερικά έντομα.

Κατά τον ίδιο τρόπο, οι περιβαλλοντικές συνθήκες επηρεάζουν επίσης τον προσδιορισμό του φύλου. Αυτό το φαινόμενο έχει μελετηθεί σε μερικά ερπετά και αμφίβια, τα οποία επηρεάζονται ιδιαίτερα από τη θερμοκρασία. Αυτό το σύστημα προσδιορισμού είναι γνωστό ως κρυπτικό.

Ευρετήριο

  • 1 Τύποι συστημάτων προσδιορισμού φύλου
    • 1.1 Μεμονωμένα γονίδια
    • 1.2. Το haplo-diploid σύστημα
    • 1.3 Ειδικά χρωμοσώματα
    • 1.4 Κρυπτικός προσδιορισμός
    • 1.5 Λοίμωξη από μικροοργανισμούς
  • 2 Ποσοστό των φύλων
    • 2.1 Υπόθεση Fisher
    • 2.2 Η υπόθεση Trivers και Willard
  • 3 Εξέλιξη προοπτικών και μελλοντικών ερωτήσεων
  • 4 Αναφορές

Είδη συστημάτων καθορισμού φύλου

Το φύλο, το οποίο εννοείται ως το μείγμα των γονιδιωμάτων μέσω της μείωσης και της συγχώνευσης των γαμετών, είναι ένα σχεδόν παγκόσμιο γεγονός στη ζωή των ευκαρυωτικών.

Μία από τις σημαντικότερες συνέπειες της σεξουαλικής αναπαραγωγής είναι να ζευγαρώσει διαφορετικά αλληλόμορφα, που μεταφέρονται από διαφορετικά άτομα, σε μια ευεργετική γενετική ποικιλία.

Στους περισσότερους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, ο προσδιορισμός του φύλου είναι ένα γεγονός που συμβαίνει κατά τη στιγμή της γονιμοποίησης. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να συμβεί μέσω τριών διαφορετικών συστημάτων: μεμονωμένα γονίδια, απλοδιποειδές σύστημα ή ειδικά χρωμοσώματα.

Επίσης, έχουμε τον προσδιορισμό των σεξουαλικών χαρακτηριστικών που προκαλούνται από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η θερμοκρασία. Αυτό συμβαίνει σε βατράχια, χελώνες και αλιγάτορες, όπου η θερμοκρασία των επωάσεων φαίνεται να καθορίζει το φύλο.

Στη συνέχεια θα περιγράψουμε κάθε σύστημα και θα χρησιμοποιήσουμε παραδείγματα που λαμβάνονται από το ζωικό και φυτικό βασίλειο:

Μεμονωμένα γονίδια

Σε οργανισμούς όπου το φύλο καθορίζεται από μεμονωμένα γονίδια, δεν υπάρχουν σεξουαλικά χρωμοσώματα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το φύλο εξαρτάται από μια σειρά αλληλόμορφων που εντοπίζονται σε συγκεκριμένα χρωμοσώματα.

Με άλλα λόγια, το φύλο καθορίζεται από ένα γονίδιο (ή από πολλά από αυτά) και όχι από την παρουσία ενός πλήρους χρωμοσώματος.

Διαφορετικά σπονδυλωτά όπως το ψάρι, τα αμφίβια και μερικά ερπετά έχουν αυτό το σύστημα. Έχει επίσης αναφερθεί σε φυτά.

Τα αλληλόμορφα που εμπλέκονται σε αυτό το φαινόμενο έχουν το ευρέως γνωστό σύστημα κυριαρχίας που υπάρχει για αυτοσωματικούς χαρακτήρες. Στα φυτά, τα αλληλόμορφα που καθορίζουν την αρρενωπότητα, τον ερμαφροδίτιδα και τον θηλυκό χαρακτήρα του ατόμου έχουν υποστεί στίξη..

Σύστημα haplodiploid

Τα απλοδιπλοειδή συστήματα προσδιορίζουν το φύλο ανάλογα με την απλοειδή ή διπλοειδή κατάσταση του ατόμου. Εμείς οι άνθρωποι είναι διπλοειδή - τόσο αρσενικά όσο και θηλυκά. Ωστόσο, αυτή η συνθήκη δεν μπορεί να γίνει σε όλες τις ομάδες ζώων.

Το απλοδιπλοειδές σύστημα είναι αρκετά συνηθισμένο σε Hymenoptera (μέλισσες, μυρμήγκια, και τα παρόμοια), Homoptera (κοχενίλια και chickras) και σε Coleoptera (σκαθάρια).

Το κλασικό παράδειγμα είναι αυτό των μελισσών και ο προσδιορισμός του φύλου στις αποικίες. Η κοινωνική δομή των μελισσών είναι εξαιρετικά περίπλοκη, όπως και οι ευνοϊκές συμπεριφορές τους, έχοντας τις βάσεις τους στο γενετικό σύστημα που αποφασίζει το φύλο τους.

Οι μέλισσες δεν έχουν σεξουαλικά χρωμοσώματα. Τα θηλυκά είναι διπλοειδή (2n) και τα απλοειδή αρσενικά (n), που ονομάζονται drones. Επομένως, η ανάπτυξη των θηλυκών προέρχεται από τη γονιμοποίηση των αυγών, ενώ τα μη γονιμοποιημένα ωάρια αναπτύσσονται στα αρσενικά. Δηλαδή, οι τελευταίοι δεν έχουν πατέρα.

Στις γυναίκες, η διαίρεση μεταξύ των εργαζομένων και της βασίλισσας δεν καθορίζεται γενετικά. Αυτή η ιεραρχία καθορίζεται από τη σίτιση του ατόμου στα πρώτα στάδια της ζωής του.

Ειδικά χρωμοσώματα

Η περίπτωση των ειδικών χρωμοσωμάτων ή των χρωμοσωμάτων του φύλου είναι αυτή με την οποία συνδέουμε πιο στενά. Είναι παρούσα σε όλα τα θηλαστικά, όλα τα πουλιά και πολλά έντομα, που είναι μια κοινή μορφή σε οργανισμούς με διαφορετικούς σεξουαλικούς φαινότυπους.

Στα φυτά, αν και είναι πολύ σπάνιο, έχουν επισημανθεί κάποια είδη επισκοπής που έχουν σεξουαλικά χρωμοσώματα..

Αυτό το σύστημα έχει διαφορετικές παραλλαγές. Από τα πιο συνηθισμένα και απλούστερα βρίσκουμε τα συστήματα: XX-X0 και XX-XY, όπου το ετερογαμετικό φύλο είναι το αρσενικό και το ZZ-ZW, όπου το ετερογαμετικό φύλο είναι το θηλυκό.

Το πρώτο σύστημα, XX και X0, είναι κοινό στα έντομα της τάξης Orthoptera και Hemiptera. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το αρσενικό έχει ένα μονοχρωματικό χρωμόσωμα.

Το σύστημα XX και XY υπάρχει σε θηλαστικά, σε πολλά έντομα της τάξης Diptera και σε ένα πολύ περιορισμένο αριθμό φυτών, όπως Κάνναβη sativa. Σε αυτό το σύστημα, το φύλο καθορίζεται από το αρσενικό γαμέτα. Εάν ο τελευταίος έχει το χρωμόσωμα Χ, ο απόγονος αντιστοιχεί σε ένα θηλυκό, ενώ το γαμέ ζευγάρι θα δημιουργήσει ένα αρσενικό.

Το τελευταίο σύστημα, ZZ και ZW, υπάρχει σε όλα τα πουλιά και μερικά έντομα της τάξης Λεπιδόπτερα

Κρυπτικός προσδιορισμός

Σε ορισμένα ταξί, τα διάφορα περιβαλλοντικά ερεθίσματα, στα αρχικά στάδια της ζωής των ατόμων, έχουν καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό του φύλου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο προσδιορισμός από γενετική άποψη δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως και το φύλο φαίνεται να εξαρτάται πλήρως από το περιβάλλον.

Στις θαλάσσιες χελώνες, για παράδειγμα, μια παραλλαγή σε επιπλέον 1 ° C, μετατρέπει έναν ολόκληρο πληθυσμό αρρένων σε έναν πληθυσμό που αποτελείται αποκλειστικά από θηλυκά.

Στους αλιγάτορες, έχει βρεθεί ότι μια χαμηλότερη επώαση στους 32 ° C παράγει έναν πληθυσμό θηλυκών και θερμοκρασίες υψηλότερες από 34 ° C καταλήγουν σε έναν πληθυσμό αρρένων. Στο εύρος 32 έως 34, οι αναλογίες μεταξύ των φύλων είναι μεταβλητές.

Εκτός από τη θερμοκρασία, έχει αποδειχθεί η επίδραση άλλων περιβαλλοντικών μεταβλητών. Σε ένα είδος ανήλικου, Bonellia viridis, το φύλο καθορίζεται στην προνυμφική του κατάσταση. Οι προνύμφες που κολυμπούν ελεύθερα στο νερό αναπτύσσονται ως αρσενικά.

Αντίθετα, οι προνύμφες που αναπτύσσονται κοντά στα ώριμα θηλυκά μετασχηματίζονται σε αρσενικά, από ορισμένες ορμόνες που εκκρίνουν.

Λοίμωξη από μικροοργανισμούς

Τέλος, θα συζητήσουμε την ειδική περίπτωση του πώς η παρουσία ενός βακτηρίου είναι ικανή να καθορίσει το φύλο ενός πληθυσμού. Αυτή είναι η περίπτωση του γνωστού βακτηριδίου που ανήκει στο γένος Wolbachia.

Wolbachia είναι ένας ενδοκυτταρικός συνδυασμός, ικανός να μολύνει ένα ευρύ φάσμα ειδών αρθροπόδων και μερικά νηματοειδή. Αυτό το βακτήριο μεταδίδεται κατακόρυφα, από τα θηλυκά έως τα μελλοντικά τους απόγονα, από τα αυγά - παρόλο που η οριζόντια μεταφορά έχει επίσης τεκμηριωθεί.

Όσον αφορά τον προσδιορισμό του φύλου στους οργανισμούς που κατοικούν, Wolbachia έχει σημαντικές επιπτώσεις.

Είναι ικανό να σκοτώνει τα αρσενικά του πληθυσμού, όπου τα μολυσμένα αρσενικά πεθαίνουν κατά τα πρώτα στάδια της ζωής τους. γεννίζει τον πληθυσμό, όπου οι άντρες αναπτύσσονται ως γυναίκες. και τέλος, είναι ικανό να παράγει παρθενογενετικούς πληθυσμούς.

Όλοι αυτοί οι φαινότυποι, που περιλαμβάνουν τη στρέβλωση του ποσοστού των φύλων με έντονη μεροληψία προς τα θηλυκά, ευνοούν τη μετάδοση του βακτηρίου στην επόμενη γενιά.

Χάρη στο ευρύ φάσμα των φιλοξενουμένων, Wolbachia έχει διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη των συστημάτων προσδιορισμού του φύλου και των αναπαραγωγικών στρατηγικών των αρθροπόδων.

Ποσοστό των φύλων

Μια θεμελιώδης ιδιότητα των συστημάτων προσδιορισμού φύλου αντιστοιχεί στην κατανόηση του ποσοστού των φύλων ή των φύλων αναλογία φύλου. Διάφορες θεωρίες και υποθέσεις έχουν προταθεί:

Η υπόθεση του Fisher

Ο Ronald Fisher, ένας βραβευμένος Βρετανός βιολόγος και στατιστικός, πρότεινε το 1930 μια θεωρία για να εξηγήσει γιατί οι πληθυσμοί διατηρούν αναλογία 50:50 αρσενικών και θηλυκών. Εύλογα, εξήγησε επίσης γιατί επιλέγονται οι μηχανισμοί που εκτρέπουν το ίδιο ποσοστό.

Διαδοχικά, ήταν δυνατόν να αποδειχθεί ότι ένας δίκαιος ή ισορροπημένος λόγος φύλου αποτελεί μια σταθερή στρατηγική, από την εξελικτική σκοπιά.

Είναι αλήθεια ότι τα αποτελέσματα του Fisher δεν ισχύουν υπό ορισμένες συνθήκες, αλλά η υπόθεσή του φαίνεται να είναι αρκετά γενική ώστε οι μηχανισμοί καθορισμού του φύλου να επιλέγονται σύμφωνα με τις αρχές τους..

Trivers και υπόθεση Willard

Στη συνέχεια, το 1973, αυτοί οι συγγραφείς σημείωσαν ότι ο λόγος φύλου εξαρτιόταν από πολλούς άλλους παράγοντες - κυρίως από τη φυσιολογική κατάσταση της γυναίκας - που δεν ελήφθησαν υπόψη στην εξήγηση του Fisher..

Το επιχείρημα βασίστηκε στους ακόλουθους όρους: όταν μια γυναίκα είναι φυσιολογικά "υγιής", θα πρέπει να παράγει αρσενικά, επειδή αυτά τα μικρά θα έχουν περισσότερες πιθανότητες επιβίωσης και αναπαραγωγής.

Κατά τον ίδιο τρόπο, όταν η γυναίκα δεν βρίσκεται σε βέλτιστες φυσιολογικές συνθήκες, η καλύτερη στρατηγική είναι η παραγωγή άλλων θηλυκών.

Στη φύση, τα αδύναμα θηλυκά τείνουν να αναπαράγονται, παρά την φυσιολογική τους κατάσταση «κατωτερότητας». Σε αντίθεση με ένα ασθενές αρσενικό, όπου οι πιθανότητες αναπαραγωγής είναι εξαιρετικά χαμηλότερες.

Αυτή η πρόταση έχει δοκιμαστεί σε διάφορα βιολογικά συστήματα, όπως αρουραίοι, ελάφια, σφραγίδες, ακόμα και σε ανθρώπινους πληθυσμούς.

Εξελικτική προοπτική και μελλοντικά ερωτήματα

Υπό το πρίσμα της εξέλιξης, η ποικιλομορφία των μηχανισμών που καθορίζουν το φύλο δημιουργεί ορισμένα ερωτήματα, μεταξύ των οποίων: γιατί βλέπουμε αυτή την παραλλαγή; πώς γίνεται αυτή η παραλλαγή; και τέλος, γιατί συμβαίνουν αυτές οι αλλαγές;?

Επιπλέον, προκύπτει επίσης από το ερώτημα κατά πόσον ορισμένοι μηχανισμοί παρέχουν στο άτομο ένα συγκεκριμένο πλεονέκτημα έναντι των άλλων. Δηλαδή, αν κάποιος συγκεκριμένος μηχανισμός έχει ευνοηθεί επιλεκτικά.

Αναφορές

  1. Asgharian, Η., Chang, Ρ. L., Mazzoglio, Ρ. J., & Negri, Ι. (2014). Wolbachia δεν έχει να κάνει με το φύλο: αρσενικό-θηλεοποίησης Wolbachia τζιτζίκι Zyginidia pullula αλλάζει το μεταγραφικό σε ένα κυρίως σεξ ανεξάρτητο τρόπο. Τα σύνορα στη μικροβιολογία, 5, 430.
  2. Bachtrog, D., Mank, JE, Peichel CL, Kirkpatrick, Μ, Otto, SP, Ashman, TL, Hahn, MW, Kitano, J., Mayrose, Ι, Ming, R., Perrin, Ν, Ross, L., Valenzuela, Ν., Vamosi, JC, Consortium Tree of Sex (2014). Ποιοτικός προσδιορισμός: γιατί τόσοι τρόποι να το κάνεις?. PLoS βιολογία, 12(7), e1001899.
  3. Ferreira, V., Szpiniak, Β. & Grassi, Ε. (2005). Εγχειρίδιο γενετικής. Τόμος 1. Εθνικό Πανεπιστήμιο του Río Cuarto.
  4. Leopold, Β. (2018).Θεωρία της Οικολογίας του Πληθυσμού της Άγριας Ζωής. Waveland press inc.
  5. Pierce, Β. Α. (2009). Γενετική: Μια εννοιολογική προσέγγιση. Ed. Panamericana Medical.
  6. Wolpert, L. (2009). Αρχές ανάπτυξης. Ed. Panamericana Medical.