性别的确定受建立在个体之间性特征的分类单元之间的多种机制控制。这些系统可以是个体固有的(即遗传),也可以由生命早期围绕个体的环境因素控制。
在进行内在确定时,生物学家将这些系统分为三大类:单个基因,单倍体系统或特殊或性染色体。最后一种情况是我们,哺乳动物,鸟类和一些昆虫。
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同样,环境条件也会影响性别决定。已经在某些爬行动物和两栖动物中研究了这种现象,它们特别受温度影响。这种确定系统被称为隐秘的。
性别确定系统的类型
性,被理解为通过减数分裂和配子融合而混合的基因组,在真核生物的生活中几乎是普遍的事件。
有性生殖的最重要后果之一是在有益的遗传变异中由不同个体携带的不同等位基因的结合。
在大多数真核生物中,性别决定是受精时发生的事件。这种现象可以通过三种不同的系统发生:单个基因,单倍体系统或特殊染色体。
同样,我们可以确定环境因素(例如温度)介导的性特征。这种情况发生在青蛙,乌龟和短吻鳄上,它们的孵化温度似乎决定着性别。
我们将使用动植物界中的示例描述以下每个系统:
个别基因
在由个别基因决定性的生物中,没有性染色体。在这些情况下,性别取决于位于特定染色体上的一系列等位基因。
换句话说,性别是由基因(或其中的几种)决定的,而不是由完整染色体的存在决定的。
不同的脊椎动物,例如鱼类,两栖动物和一些爬行动物都具有这种系统。在植物中也有报道。
参与该现象的等位基因具有针对常染色体性状存在的众所周知的优势系统。在植物中,已经确定了确定男性气质,雌雄同体和女性特征的等位基因。
单倍体系统
单倍体系统在蜜蜂中很常见
单倍体系统根据个体的单倍体或二倍体状况确定性别。我们人类是二倍体-男性和女性。但是,这种情况不能外推到所有动物群体。
单倍体系统在膜翅目(蜜蜂,蚂蚁等),同翅目(甲虫和小鸡)和鞘翅目(甲虫)中很常见。
典型的例子是蜜蜂和殖民地性别决定。蜜蜂的社会结构以及它们的亲社会行为极其复杂,它们的遗传基础决定了它们的性别。
蜜蜂缺乏性染色体。雌性是二倍体(2n),雄性是单倍体(n),称为无人机。因此,雌性的发育来自卵的受精,而未受精的胚珠发育成雄性。也就是说,后者没有父亲。
在女性中,工人与女王之间的区分不是遗传决定的。这种等级是由个人生命早期的饮食决定的。
特殊染色体
特殊染色体或性染色体的情况与我们最相关。它存在于所有哺乳动物,所有鸟类和许多昆虫中,是具有不同性表型的生物中的常见形式。
在植物中,尽管非常罕见,但可以指定一些具有性染色体的双沟物种。
该系统具有不同的变体。在最常见和最简单的系统中,我们找到了以下系统:XX-X0和XX-XY,其中异配性是男性,而ZZ-ZW,异配性是女性。
第一个系统XX和X0在直翅目和半翅目昆虫中很常见。在这些情况下,男性只有一条性染色体。
XX和XY系统存在于哺乳动物中,存在于双翅目昆虫中,并且存在于数量非常有限的植物中,例如大麻。在这个系统中,性别由雄配子决定。如果后者具有X染色体,则后代对应于雌性,而Y配子将育成雄性。
最后一种系统ZZ和ZW存在于所有鸟类和鳞翅目昆虫中
隐秘测定
在某些分类中,在个体生命的早期,不同的环境刺激在决定性别方面起着至关重要的作用。在这些情况下,从遗传学角度的确定尚未完全阐明,性别似乎完全取决于环境。
例如,在海龟中,每升高1°C,就会将整个雄性种群转变为仅由雌性种群构成的种群。
在短吻鳄中,发现低于32°C的温育会产生雌性种群,高于34°C的温度会转化为雄性种群。在32到34的范围内,性别之间的比例是可变的。
除了温度以外,还证明了其他环境变量的影响。在一种无核小Bon虫(Bonellia viridis)中,性别是在其幼体阶段确定的。幼虫在水中自由游泳,成年。
相反,接近成熟雌性的幼虫通过分泌的某些激素转化为雄性。
微生物感染
最后,我们将讨论细菌的存在如何能够定义种群性别的特殊情况。属于沃尔巴氏菌属的著名细菌就是这种情况。
Wolbachia是一种细胞内共生体,能够感染各种节肢动物物种以及某些线虫。这种细菌是通过卵垂直地从雌性传给其后代的,尽管也有水平转移的记录。
关于确定其所居住的生物中的性别,沃尔巴氏菌具有高度相关的作用。
它有能力杀死人口中的男性,而受感染的男性在其生命的早期阶段死亡。使人口女性化,发展中的男性成为女性;最后,它能够产生孤雌生殖种群。
提到的所有这些表型都涉及性别比例的扭曲,并明显偏向女性,它们的出现有利于细菌向下一代的传播。
由于寄主范围广泛,沃尔巴克氏菌在节肢动物性别决定系统和生殖策略的演变中发挥了关键作用。
男女比例
一群狼。
性别确定系统的基本属性对应于了解性别比例或性别比。提出了几种理论和假设:
费希尔假设
著名的英国生物学家和统计学家罗纳德·费舍尔(Ronald Fisher)在1930年提出了一种理论来解释为什么人口将男女比例保持在50:50的原因。合理地,它也解释了为什么选择了偏向于该相等比率的机制。
从进化的观点来看,有可能连续证明性别比例的公平或平衡是一种稳定的策略。
费舍尔的结果确实在某些情况下不适用,但他的假设似乎很笼统,应根据其原理选择确定性别的机制。
特里弗和维拉德假说
后来,在1973年,这些作者注意到性别比例取决于许多其他因素-主要是女性的生理状态-在费舍尔的解释中并未考虑在内。
该论点基于以下前提:当女性在生理上“健康”时,她应该繁殖男性,因为这些年轻人将有更大的生存和繁殖机会。
同样,当雌性动物没有处于最佳生理状态时,最佳策略是繁殖其他雌性动物。
在自然界中,尽管雌性生理“自卑”,但雌性经常繁殖。与体弱的男性相反,后者的生殖机会异常低。
该建议已在各种生物系统(如大鼠,鹿,海豹,甚至在人类中)进行了测试。
进化的观点和未来的问题
从进化的角度来看,决定性别的机制的多样性提出了一些问题,包括:为什么我们看到这种变化?这种变化是如何产生的?最后,为什么发生这些变化?
此外,这还源于以下问题:某些机制是否赋予个人相对于其他人的某种优势。也就是说,是否有选择地赞成任何特定的机制。
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