Bepaling van geslachtstypes van systemen en hun kenmerken

de bepaling van geslacht het wordt beheerst door een reeks zeer verschillende mechanismen van de taxa, die de seksuele kenmerken van het individu bepalen. Deze systemen kunnen intrinsiek zijn voor individuen - dat wil zeggen, genetisch - of worden beheerst door de omgevingsfactoren die het individu omringen in de vroege stadia van hun leven.

In intrinsieke bepaling hebben biologen deze systemen ingedeeld in drie belangrijkste klassen: enkele genen, haplodiploid systeem of speciale of geslachtschromosomen. Dit laatste geval is dat van ons, zoogdieren, vogels en sommige insecten.

Op dezelfde manier beïnvloeden omgevingsfactoren ook de bepaling van seks. Dit fenomeen is bestudeerd bij sommige reptielen en amfibieën, die vooral door temperatuur worden beïnvloed. Dit determinatiesysteem staat bekend als cryptisch.

index

• 1 Soorten determinatiesystemen voor seks
  • 1.1 Individuele genen
  • 1.2 Haplodiploidsysteem
  • 1.3 Speciale chromosomen
  • 1.4 Cryptische determinatie
  • 1.5 Infectie door micro-organismen
• 2 Aandeel van de geslachten
  • 2.1 Fisher's hypothese
  • 2.2 Trivers en Willard-hypothese
• 3 Evolutionair perspectief en toekomstige vragen
• 4 Referenties

Soorten systemen voor geslachtsbepaling

Seks, begrepen als het mengsel van genomen via meiose en fusie van gameten, is een vrijwel universele gebeurtenis in het leven van eukaryoten.

Een van de belangrijkste consequenties van seksuele voortplanting is het koppelen van verschillende allelen, gedragen door verschillende individuen, tot een gunstige genetische variatie.

In de meeste eukaryote organismen is de bepaling van geslacht een gebeurtenis die optreedt op het moment van bevruchting. Dit verschijnsel kan zich voordoen via drie verschillende systemen: individuele genen, haplodiploïde systeem of speciale chromosomen.

Ook hebben we de bepaling van seksuele kenmerken gemedieerd door omgevingsfactoren, zoals temperatuur. Dit gebeurt bij kikkers, schildpadden en alligators, waarbij de temperatuur van incubaties het geslacht lijkt te bepalen.

Vervolgens zullen we elk systeem beschrijven, en we zullen voorbeelden gebruiken uit het dieren- en plantenrijk:

Individuele genen

In organismen waar seks wordt bepaald door individuele genen, zijn er geen geslachtschromosomen. In deze gevallen hangt geslacht af van een reeks allelen die zich op specifieke chromosomen bevinden.

Met andere woorden, geslacht wordt bepaald door een gen (of door meerdere van deze) en niet door de aanwezigheid van een volledig chromosoom.

Verschillende gewervelde dieren zoals vissen, amfibieën en sommige reptielen hebben dit systeem. Het is ook gemeld in planten.

De allelen die bij dit fenomeen zijn betrokken, hebben het algemeen bekende dominantiesysteem dat bestaat voor autosomale karakters. In planten zijn allelen die mannelijkheid, hermafroditisme en het vrouwelijke karakter van het individu bepalen onderbroken..

Haplodiploidsysteem

De haplodiploïde systemen bepalen het geslacht afhankelijk van de haploïde of diploïde toestand van het individu. Wij mensen zijn diploïden - zowel mannen als vrouwen. Deze voorwaarde kan echter niet worden geëxtrapoleerd naar alle diergroepen.

Het haplodiploïde systeem komt vrij veel voor in Hymenoptera (bijen, mieren en dergelijke), Homoptera (cochenilles en chickras) en in Coleoptera (kevers).

Het klassieke voorbeeld is dat van bijen en de bepaling van seks in de koloniën. De sociale structuur van bijen is uiterst complex, evenals hun eusociaal gedrag, met hun bases in het genetische systeem dat hun geslacht bepaalt.

Bijen missen geslachtschromosomen. De vrouwtjes zijn diploïde (2n) en de haploïde mannetjes (n), drones genoemd. Daarom komt de ontwikkeling van de vrouwtjes door de bevruchting van de eieren, terwijl de onbevruchte eitjes zich ontwikkelen bij mannen. Dat wil zeggen, de laatste hebben geen vader.

Bij vrouwen is de verdeling tussen de arbeiders en de koningin niet genetisch bepaald. Deze hiërarchie wordt bepaald door de voeding van het individu in de vroege stadia van zijn leven.

Speciale chromosomen

Het geval van speciale chromosomen of geslachtschromosomen is degene waar we het meest mee verbonden zijn. Het is aanwezig in alle zoogdieren, alle vogels en vele insecten, en is een veel voorkomende vorm in organismen met verschillende seksuele fenotypen.

In planten is, hoewel het zeer zeldzaam is, gewezen op diocesane soorten met geslachtschromosomen..

Dit systeem heeft verschillende varianten. Onder de meest voorkomende en eenvoudigste vinden we de systemen: XX-X0 en XX-XY, waarbij het heterogametische geslacht het mannetje is, en de ZZ-ZW, waarbij het heterogametische geslacht het wijfje is.

Het eerste systeem, XX en X0, komt veel voor bij insecten van de orde Orthoptera en Hemiptera. In deze gevallen heeft de man een chromosoom met een enkel geslacht.

Het systeem XX en XY aanwezig is in zoogdieren, in vele Diptera soorten en in een zeer beperkt aantal planten, waaronder Cannabis sativa. In dit systeem wordt seks bepaald door de mannelijke gameet. Als de laatste het X-chromosoom heeft, komt het nageslacht overeen met een vrouw, terwijl de Y-game een mannelijke.

Het laatste systeem, ZZ en ZW, is aanwezig bij alle vogels en sommige insecten van de orde Lepidoptera

Cryptische determinatie

In bepaalde taxa spelen de verschillende omgevingsstimuli, in de vroege stadia van het leven van individuen, een cruciale rol bij het bepalen van seks. In deze gevallen is de determinatie vanuit genetisch oogpunt nog niet volledig opgehelderd en lijkt seks volledig afhankelijk te zijn van het milieu..

In zeeschildpadden, bijvoorbeeld een variatie in een extra C1 zet een gehele populatie mannetjes in een populatie slechts uit wijfjes.

In de alligators is gevonden dat een lagere incubatie bij 32 ° C een populatie van vrouwen produceert en temperaturen hoger dan 34 ° C resulteren in een populatie van mannetjes. In het bereik van 32 tot 34 zijn de verhoudingen tussen de geslachten variabel.

Naast de temperatuur is de invloed van andere omgevingsvariabelen aangetoond. In een soort van annelid, Bonellia viridis, geslacht wordt bepaald in zijn larvale toestand. Larven die vrij in het water zwemmen, ontwikkelen zich als mannetjes.

Daarentegen worden de larven die zich ontwikkelen bij de volwassen vrouwtjes, omgezet in mannetjes, door bepaalde hormonen die ze afscheiden.

Infectie door micro-organismen

Ten slotte bespreken we het speciale geval van hoe de aanwezigheid van een bacterie in staat is het geslacht van een populatie te bepalen. Dit is het geval van de beroemde bacterie die tot het geslacht behoort Wolbachia.

Wolbachia is een intracellulaire symbiont, die een breed scala van geleedpotigen en ook enkele nematoden kan infecteren. Deze bacterie wordt verticaal overgedragen, van de vrouwtjes op hun toekomstige nageslacht, door de eieren - hoewel de horizontale overdracht ook is gedocumenteerd.

Betreffende de bepaling van geslacht in de organismen die wonen, Wolbachia heeft zeer relevante effecten.

Het is in staat om de mannetjes van de bevolking te doden, waar de geïnfecteerde mannetjes sterven tijdens de eerste stadia van hun leven; vervrouwelijkt de bevolking, waar het ontwikkelen van mannen vrouwtjes worden; en ten slotte is het in staat parthenogenetische populaties te produceren.

Al deze genoemde fenotypes, die de vertekening van het aandeel geslachten met een duidelijke voorkeur voor vrouwen betreffen, komen de transmissie van de bacterie naar de volgende generatie ten goede..

Dank aan zijn brede waaier van gastheren, Wolbachia heeft een cruciale rol gespeeld in de evolutie van systemen voor geslachtsbepaling en reproductieve strategieën van geleedpotigen.

Aandeel van de geslachten

Een fundamentele eigenschap van systemen voor geslachtsbepaling komt overeen met het begrip van het aandeel van de geslachten of geslachtsverhouding. Verschillende theorieën en hypothesen zijn voorgesteld:

Fisher's hypothese

Ronald Fisher, een geprezen Britse bioloog en statisticus, stelde in 1930 een theorie voor om uit te leggen waarom populaties een 50:50 verhouding van mannetjes en vrouwtjes handhaven. Redelijk, hij heeft ook uitgelegd waarom de mechanismen die deze gelijke verhouding omleiden worden geselecteerd tegen.

Achtereenvolgens was het mogelijk om aan te tonen dat een eerlijke of evenwichtige geslachtsverhouding een stabiele strategie vormt, vanuit het evolutionaire oogpunt.

Het is waar dat de resultaten van Fisher niet van toepassing zijn in bepaalde omstandigheden, maar hun hypothese lijkt voldoende algemeen om de mechanismen van geslachtsbepaling ze moeten worden geselecteerd op basis van hun principes te zijn.

Trivers en Willard-hypothese

Vervolgens, in 1973, merkten deze auteurs op dat de geslachtsverhouding afhing van vele andere factoren - voornamelijk de fysiologische toestand van het vrouwtje - die niet in de uitleg van Fisher waren meegenomen..

Het argument was gebaseerd op de volgende uitgangspunten: wanneer een vrouwtje is fysiologisch "gezond", moet ze mannetjes te produceren, omdat deze kinderen een grotere kans om te overleven en te reproduceren zal hebben.

Op dezelfde manier, wanneer het vrouwtje niet in optimale fysiologische omstandigheden verkeert, is de beste strategie de productie van andere vrouwtjes.

In de natuur hebben zwakke vrouwtjes de neiging zich voort te planten, ondanks hun fysiologische toestand van "inferioriteit". In tegenstelling tot een zwak mannetje, waar de kansen op reproductie uitzonderlijk laag zijn.

Dit voorstel is getest in verschillende biologische systemen, zoals ratten, herten, zeehonden en zelfs in menselijke populaties.

Evolutionair perspectief en toekomstige vragen

In het licht van de evolutie genereert de diversiteit van de mechanismen die geslacht bepalen bepaalde vragen, waaronder: waarom zien we deze variatie?, Hoe ontstaat deze variatie? En tot slot, waarom treden deze veranderingen op??

Daarnaast komt het ook voort uit de vraag of bepaalde mechanismen het individu een bepaald voordeel ten opzichte van anderen geven. Dat wil zeggen, als een bepaald mechanisme selectief wordt begunstigd.

referenties

1. Asgharian, H., Chang, P.L., Mazzoglio, P.J., & Negri, I. (2014). Wolbachia draait niet alleen om seks: mannminnende Wolbachia verandert de leafhopper Zyginidia pullula transcriptoom op een voornamelijk seksonafhankelijke manier. Grenzen in de microbiologie, 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). Seksbepaling: waarom zoveel manieren om het te doen?. PLoS-biologie, 12(7), e1001899.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Handleiding genetica. Deel 1. Nationale universiteit van Río Cuarto.
4. Leopold, B. (2018).Theory of Wildlife Population ecology. Waveland press inc.
5. Pierce, B.A. (2009). Genetica: een conceptuele benadering. Ed. Panamericana Medical.
6. Wolpert, L. (2009). Beginselen van ontwikkeling. Ed. Panamericana Medical.