Genul organismelor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 16 iunie 2022; verificările necesită 3 modificări .

Sexul organismelor sau sexul biologic  - un ansamblu de caracteristici genetice și gonadal-histologice, anatomice și morfofuncționale ale unui organism , generalizând toate diferitele sale caracteristici specifice de reproducere (sex) care îl deosebesc de reprezentanții altui sex biologic ai unei anumite specii de organisme și determina rolul acestuia in procesul de fertilizare in timpul reproducerii sexuale .

Se obișnuiește să se vorbească despre existența a două tipuri de sex biologic: masculin și feminin , în timp ce trebuie avut în vedere că în natură există trei tipuri de reproducere sexuală: izogamie , heterogamie și oogamie [1] . În toate cele trei cazuri, celulele germinale se formează cu informații genetice diferite (complementare reciproc), care trebuie să fuzioneze unele cu altele pentru a da naștere unui nou organism. În acest sens, este mai corect să spunem că un individ aparține sexului masculin sau feminin numai în cazul oogamiei, adică a reproducerii sexuale, în care spermatozoizii și un ovul se formează ca celule germinale . În celelalte două cazuri, se spune că genul nu este nici bărbat, nici femeie, ci pur și simplu diferit. Unii cercetători consideră oogamia ca o variantă extremă a heterogamiei.

În primul rând, conceptul de „sex” denotă un set de trăsături generative și conexe care se contrastează reciproc. Caracteristicile sexuale nu sunt aceleași la indivizii din specii diferite și implică nu numai proprietăți de reproducere, ci și întregul spectru al dimorfismului sexual, adică discrepanțe în caracteristicile anatomice, fiziologice, mentale și comportamentale ale indivizilor unei anumite specii în funcție de sex. . În același timp, unele diferențe de gen sunt contrastante, se exclud reciproc, în timp ce altele sunt cantitative, permițând numeroase variații individuale.

Printre organismele vii care au sex, se numără cele în care genele aduc principala contribuție la formarea sexului ( mamifere , păsări , majoritatea plantelor dioice ), și cele în care sexul se formează în principal sub influența factorilor de mediu (multe reptile). ; și cele în care sexul este determinat atât de factori genetici, cât și epigenetici și se pot schimba de-a lungul vieții (unii pești , amfibieni și plante ) [2] .

Dimorfism sexual

Dimorfism sexual  - diferente anatomice intre masculi si femele din aceeasi specie , fara a lua in calcul organele genitale . Dimorfismul sexual se poate manifesta în diferite caractere fizice, de exemplu:

Dimorfismul sexual este un fenomen biologic general, larg răspândit printre formele dioice de animale și plante . În unele cazuri, dimorfismul sexual se manifestă în dezvoltarea unor astfel de trăsături care sunt în mod clar dăunătoare proprietarilor lor și le reduc viabilitatea. Astfel, de exemplu, decorațiunile și colorarea strălucitoare a masculilor la multe păsări, penele lungi ale unei păsări masculi a paradisului , păsările de liră care interferează cu zborul. Strigătele și cântatul puternic, mirosurile ascuțite de masculi sau femele pot, de asemenea, atrage atenția prădătorilor și îi pot pune într-o poziție periculoasă. Dezvoltarea unor astfel de trăsături părea inexplicabilă din punctul de vedere al selecției naturale. Pentru a le explica, în 1871 Darwin a propus teoria selecției sexuale [3] . A fost controversat încă de pe vremea lui Darwin. S-a exprimat în repetate rânduri opinia că acesta este cel mai slab punct al învățăturii lui Darwin [4] .

Dimorfismul sexual și structura reproductivă a populației

Dimorfismul sexual trebuie asociat cu structura reproductivă a populației : în monogame strict este minim, deoarece monogamii folosesc specializarea sexelor doar la nivelul organismului, dar nu și populației, iar la speciile panmictice și poligame , care folosesc avantajele diferențierii mai pe deplin, crește odată cu creșterea gradului de poligamie.

Inversarea dimorfismului sexual în poliandrie

Poliandria , în care o femelă se împerechează cu mai mulți masculi, se găsește la nevertebrate , pești , păsări și mamifere . În acest caz, se observă adesea o inversare a dimorfismului sexual (femele sunt mai mari decât masculii, mai strălucitoare la culoare, masculii își construiesc un cuib, incubează ouăle și au grijă de puiet, nu există luptă pentru femela). Acest fenomen este prezent la emu , becașii colorați cu trei degete .

La vertebrate

Determinarea sexului la vertebrate are loc diferit la diferite specii. La oameni și multe animale, sexul este determinat genetic ; la alte specii, acesta poate fi determinat de factorii de mediu și de nivelurile hormonale în timpul dezvoltării fetale .

Pe parcursul evoluției , sexul a apărut independent în diferite grupuri de organisme (vezi evoluția convergentă ). Deoarece diferențele dintre sexe la diferite specii sunt adesea imprevizibile, sexul este determinat de cea mai semnificativă trăsătură comună - tipul de gameți produși (spermatozoizi la masculi sau ouă la femele).

Bărbat

Masculul  este o formă de organism viu care produce gameți mici și mobili  - spermatozoizi . În procesul de fertilizare , spermatozoidul fuzionează cu gametul sau ovulul feminin mai mare . Masculii nu se pot reproduce fără cel puțin un ou de la o femelă, deși unele organisme se pot reproduce atât sexual , cât și asexuat .

Rolul principal al masculului în cadrul speciei sale este de a îndeplini funcția de reproducere - adică de a transfera informațiile genetice conținute în celulele germinale ( spermatozoizi ) către celulele germinale (de exemplu , ouă ) ale formei feminine. În plus, în funcție de tipul de organism viu, rolul unui mascul poate include: protejarea reprezentanților propriei specii, protejarea teritoriului, conducerea unui grup, obținerea de resurse, creșterea descendenților și multe altele.

Femeie

Femela  este o formă a unui organism viu care are caracteristici sexuale feminine ale speciei sale și se deosebește de forma masculină ( mascul ) prin dimorfismul sexual (diferențe în structura organelor genitale , caracteristici sexuale secundare , schelet etc.).

Rolul biologic al femelelor în populație este extrem de divers. În funcție de tipul de organism viu, rolul unei femele poate include: protejarea reprezentanților propriei specii, protejarea teritoriului, conducerea unui grup, obținerea de resurse, creșterea descendenților și multe altele. Printre altele, una dintre sarcinile unei femele din specia ei este să îndeplinească o funcție de reproducere  - adică să primească informații genetice conținute în celulele germinale ( spermatozoizi ) masculului de către celulele germinale feminine (de exemplu , ouă ). .

Intersexualitate

Intersexualitate  - prezența semnelor ambelor sexe într-un organism dioic, de regulă, aceste semne nu sunt pe deplin dezvoltate, intermediare (cf. Hermafroditism ). Semnele ambelor sexe apar împreună pe aceleași părți ale corpului (cf. ginandromorfism ).

Intersexualitate zigotă (determinată genetic).

Este rezultatul unei abateri de la norma setului de cromozomi sexuali și gene în momentul fecundației când gameții sunt combinați într-un zigot . Prin natura încălcării, există o intersexualitate triploidă sau alta - aneuploidă. Intersexualitatea diploidă se observă la încrucișarea diferitelor rase geografice la fluturele molia țigănească și fie la femele, fie la masculi, în funcție de tipul de încrucișare.

Formele de intersexualitate, așa-numitul pseudohermafroditism la om, pot fi cauzate și de o încălcare a numărului normal de cromozomi sexuali. În același timp, la muștele Drosophila , raportul dintre numărul de perechi de cromozomi sexuali și autozomi este decisiv în dezvoltarea sexului, prin urmare, intersexualitatea în ele este de obicei asociată cu o încălcare a acestui raport (de exemplu, se observă la un raport de 3A: 2X - trei seturi de autozomi per doi cromozomi sexuali). La om, factorul determinant în dezvoltarea sexului masculin este prezența cromozomului Y, în timp ce trăsăturile intersexualității sunt observate la bărbații cu sindromul Klinefelter (un set de cromozomi sexuali XXY).

Intersexul hormonal

Dacă la animale secrețiile de hormoni masculini sau feminini de către gonade determină dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare, atunci se poate observa în ele fenomenul de intersexualitate hormonală.

Dacă un astfel de animal este castrat și glanda sexuală a celuilalt sex este transplantată, apare masculinizarea sau, în consecință, feminizarea, organismul devine intersexual. În castrarea parazitară la crustacee , precum cea cauzată de crustaceul parazit sacculina , apar fenomene similare.

Genul uman

Sexul biologic al unei persoane este un ansamblu de caracteristici anatomice , fiziologice , biochimice și genetice care disting corpul masculin de cel feminin și poate fi folosit individual sau în combinație pentru a identifica și a distinge între un bărbat și o femeie .

Se disting următoarele componente ale sexului biologic:

Atât factorii biologici, cât și cei sociali pot juca un rol în formarea identității de gen a unei persoane, dar nu există o bază completă de dovezi în acest sens.

La insecte

Insectele au sexe separate. Organele de reproducere ale femelei sunt de obicei reprezentate de ovare și oviducte pereche care se întind de-a lungul părților laterale, care se contopesc într-un canal nepereche care se varsă în vagin . Femelele au spermatecă și glande sexuale accesorii. Masculii au testicule pereche , din care canalul deferent se extinde de-a lungul părților laterale ale corpului. În partea de jos, conductele deferente se extind pentru a forma veziculele seminale , concepute pentru a stoca spermatozoizii. Canalele seminifere sunt combinate într-un canal ejaculator comun, care se deschide pe organul copulator, care este capabil să crească sau să se extindă. Glandele anexe secretă lichid seminal.

La insecte ( albine și alte himenoptere, coșnițe), acarieni , precum și la rotifere , femelele (sau femelele și masculii) se obțin din ouă fecundate, iar din cele nefertilizate se dezvoltă numai masculii [5] .

Ginandromorfism

Ginandromorfismul  este o anomalie în dezvoltarea unui organism , exprimată prin faptul că într-un singur organism părți mari ale corpului au un genotip și semne de sexe diferite. Este rezultatul prezenței în celulele masculine și feminine ale corpului a unor seturi de cromozomi sexuali cu un număr diferit al acestora din urmă, ca, de exemplu, la multe insecte. Ginandromorfismul apare ca urmare a distribuției necorespunzătoare a cromozomilor sexuali în celule în timpul maturării afectate a ovulului, fertilizării sau strivirii acestuia.

Indivizi - ginandromorfii sunt cei mai pronunțați la insectele cu semne clar manifestate de dimorfism sexual , în timp ce următoarele tipuri de ginandromorfe se disting morfologic:

La vertebrate și la om, datorită acțiunii hormonilor sexuali, astfel de fenomene duc la anomalii sexuale, în care distribuția sectorială a țesuturilor masculine și feminine de obicei nu apare atât de accentuat. Cu intersexualitatea , se observă o diferențiere mai complexă a caracteristicilor feminine și masculine.

Hermafroditism

Hermafroditismul  este prezența simultană sau secvențială a caracteristicilor sexuale masculine și feminine și a organelor de reproducere în organismele dioice.

Se face o distincție între hermafroditismul natural inerent diferitelor specii de animale și plante ( monoecie ) și hermafroditismul anormal al animalelor în mod normal dioice (vezi Gynandromorfism , Intersexualitate ).

Hermafroditismul este destul de răspândit în natură - atât în ​​lumea vegetală (în acest caz, se folosesc de obicei termenii monoic sau poliecious), cât și în rândul animalelor. Majoritatea plantelor superioare sunt hermafrodite; la animale, hermafroditismul este comun în principal în rândul nevertebratelor  - o serie de celenterate , marea majoritate a viermilor plati , unele anelide și viermi rotunzi , moluște, crustacee (în special, majoritatea tipurilor de barnacles) și insecte ( coccide ). ).

Printre vertebrate, multe specii de pești sunt hermafrodite, iar hermafroditismul este cel mai frecvent la peștii care locuiesc în recifele de corali. Cu hermafroditismul natural, un individ este capabil să producă atât gameți masculini, cât și feminini , în timp ce este posibilă o situație când ambele tipuri de gameți au capacitatea de a fertiliza (hermafroditism funcțional) sau un singur tip de gameți (hermafroditism funcțional).

Hermafroditismul este una dintre varietățile de reproducere sexuală: organismele hermafrodite produc gameți masculin și feminin , a căror fuziune formează un zigot în procesul sexual . Deoarece principalul avantaj evolutiv al reproducerii sexuale este recombinarea materialului genetic al indivizilor parentali în timpul fertilizării încrucișate (exogamie), în cursul evoluției, majoritatea speciilor au dezvoltat diferite forme de hermafroditism care împiedică autofertilizarea (autogamie), totuși , în multe alge, ciuperci și plante cu flori și în lumea animală - printre helminți (viermi paraziți), autofertilizarea este destul de comună.

Există, de asemenea, următoarele tipuri de hermafroditism:

Genul plantelor

Plantele se caracterizează atât prin reproducere sexuală, cât și asexuată (vegetativă sau sporulată). Când descriem reproducerea sexuală a plantelor superioare, termenii monoic și dioic sunt adesea folosiți. La plantele monoice, spermatozoizii și ouăle (la plantele superioare, în majoritatea cazurilor, oogamie caracteristică) se formează pe aceeași plantă, la plantele dioice, pe diferite plante. Conceptele de „monoecitate” și „dioeciousness” nu se corelează destul de exact cu conceptele de „hermafroditism” și „dioeciousness” la animale. De exemplu, toate plantele cu flori pot fi împărțite în plante cu flori bisexuale (flori care au atât stamine, cât și pistil) și plante cu flori unisexuate (doar stamine sau doar pistil). În același timp, plantele cu flori de același sex pot fi monoice (pe aceeași plantă există atât flori staminate, cât și flori pistilate) și dioice ( florile staminate sunt pe o plantă, iar florile pistilate pe cealaltă ) [7] .

Sex heterogametic și homogametic

Sexul heterogametic  este un sex determinat genetic, care corespunde prezenței în celulele corpului a doi cromozomi sexuali diferiți sau unul, în doză dublă, conducând la formarea unui sex alternativ. Indivizii de sex heterogametic dau două grupe de gameți (în funcție de conținutul diferiților cromozomi sexuali).

La animalele masculi heterogametice, literele X și Y sunt folosite pentru a reprezenta cromozomii sexuali . Indivizii care poartă în mod normal o pereche de cromozomi sexuali X și Y sau un cromozom X sunt bărbați , iar cei care poartă doi cromozomi X  sunt femei . Acest grup include mamifere , majoritatea speciilor de insecte și multe alte grupuri.

Dacă sexul heterogametic este feminin, atunci se folosesc alte denumiri pentru cromozomii sexuali - Z și W. Indivizii cu genotipul ZZ  sunt bărbați; ZW  - femele. Sexul feminin heterogametic este caracteristic insectelor, reptilelor și păsărilor Lepidoptera .

Sexul feminin heterogametic apare într-un număr mult mai mic de grupuri de organisme decât bărbatul heterogametic. Unele specii au ambele mecanisme de determinare a sexului, în special, pentru una dintre speciile de pește- spadă (genul Xiphophorus ), cromozomii sexuali W , X , Y și Z sunt marcați .

În unele cazuri, cromozomul Y sau W se pierde în timpul evoluției. Apoi seturile de cromozomi din sexul heterogametic sunt desemnate ca X 0 sau , respectiv, Z 0.

Datorită faptului că populațiile naturale conțin mutații într-o stare homozigotă (sau hemizigotă ) care reduc viabilitatea, indivizii cu sex heterogametic au adesea fitness redus.

Sex homogametic  - sex , la indivizii cărora, în timpul meiozei , se formează aceiași gameți , purtând aceiași cromozomi sexuali [8] . De exemplu, la om, ouăle unei femei (XX) conțin un cromozom X , spre deosebire de gameții masculini - spermatozoizi , care pot conține atât un cromozom X, cât și un cromozom Y ( sex heterogametic ).

La majoritatea insectelor, mamiferelor, inclusiv a oamenilor , sexul homogametic este feminin (XX). La păsări , reptile și fluturi , dimpotrivă, sexul homogametic este mascul (ZZ) [9] .

Raportul de sex

Raportul de sex  este raportul dintre numărul de bărbați și numărul de femei dintr-o populație dioică .

Raportul dintre sexe, împreună cu dimorfismul sexual , este o caracteristică importantă a unei populații dioice. De obicei, este exprimat ca număr de bărbați la 100 de femei, proporție de bărbați sau ca procent. În funcție de stadiul ontogenezei , există rapoarte primare , secundare și terțiare . Primar este raportul de sex la zigoți după fertilizare; secundar - raportul de sex la naștere și, în cele din urmă, terțiar - raportul dintre sexe de maturi, capabili să reproducă indivizi ai populației.

Determinarea sexului

Determinarea sexului , sau determinarea sexului,  este un proces biologic în timpul căruia se dezvoltă caracteristicile sexuale ale unui organism. Majoritatea organismelor au două sexe. Uneori există și hermafrodiți care combină caracteristicile ambelor sexe. Unele specii au un singur sex și sunt femele care se reproduc fără fertilizare prin partenogeneză , timp în care se nasc și femele.

Reproducerea sexuală și manifestarea dimorfismului sexual sunt larg răspândite în diferite grupuri taxonomice . Mecanismele de determinare a sexului se caracterizează printr-o mare diversitate, ceea ce indică repetarea și independența apariției sexului la diferiți taxoni [10] . În multe cazuri, sexul este determinat genetic. Determinarea genetică a sexului este cea mai comună modalitate de a determina sexul la animale și plante , în timp ce sexul poate fi determinat printr-o serie de alele ale uneia sau mai multor gene autozomale sau determinarea sexului poate avea loc folosind cromozomi sexuali cu gene care determină sex (vezi Sexul cromozomal determinarea ) [10 ] . În determinarea sexului cromozomial, setul de cromozomi sexuali la bărbați și femei, de regulă, este diferit din cauza heteromorfismului lor, iar sexul este determinat de combinații de cromozomi sexuali: XY, ZW , X0, Z0. În alte cazuri, sexul este determinat de factori de mediu . De exemplu, la toți crocodilii , unele șopârle , țestoase , pești și tuatara , sexul depinde de temperatura la care individul s-a dezvoltat. Furnicile , albinele , viespile și alte câteva insecte au un alt mecanism: sexul depinde de numărul de seturi de cromozomi . Masculii haploizi se dezvoltă din ouă nefertilizate, în timp ce femelele diploide se dezvoltă din ouăle fertilizate [11] . Unele specii nu au un sex fix și îl pot schimba sub influența stimulilor externi. Detaliile unora dintre mecanismele de determinare a sexului nu sunt încă pe deplin înțelese.

Este necesar să se distingă determinarea sexului de diferențierea sexului. După determinarea sexului prin oricare dintre mecanismele menționate mai sus, începe diferențierea sexuală. Această lansare, de regulă, este efectuată de gena principală - locusul sexual , după care restul genelor sunt incluse în proces printr-un mecanism în cascadă.

Note

  1. ↑ [1] Arhivat 20 mai 2016 la Wayback Machine T. Motomura et al. Moștenirea citoplasmatică a organitelor din algele brune. J Plant Res, 2010
  2. ↑ [2] Arhivat pe 28 mai 2016 la Wayback Machine RB Stelkens , C Wedekind. Inversarea sexului în mediu, genele troiene ale sexului și ajustarea raportului de sex: condiții și consecințe asupra populației. Mol Ecol, 2010
  3. ↑ Darwin C. (1953) Originea omului și selecția PHOOOOOOOOOOOOOL. Soch., 5, M.-L.
  4. ↑ Wallace L. (1911) Darwinism. M.
  5. ↑ Flanders SE (1946) Control of sex and sex-limited polymorphism in the Hymenoptera.—Quart. Rev. Biol. 21 nr. 2, p. 135-143.
  6. ↑ Deryagin G. B. Sexologie criminală. Un curs de prelegeri pentru facultățile de drept. M., 2008. - S. 62 . ISBN 978-5-93004-274-0 .
  7. ↑ Plante monoice - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
  8. ↑ Dicționar de termeni histologici veterinari . Preluat la 16 iunie 2013. Arhivat din original la 25 mai 2012.
  9. ↑ Pobiology.rf: sex homogametic . Preluat la 3 aprilie 2022. Arhivat din original la 10 septembrie 2019.
  10. ↑ 1 2 Aslanyan, Soldatova, 2010 , p. 23-26.
  11. ↑ Koryakov, Jimulev, 2009 , p. 122-125.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice