קביעת מין: סוגי מערכות ומאפיינים - ביולוגיה - 2025

קביעת המין נשלטת על ידי מספר המנגנונים המגוונים בין המינים כי להקי מאפיינים מיניים של הפרט. מערכות אלה יכולות להיות מהותיות לאדם - כלומר גנטי - או להיות נשלטות על ידי גורמים סביבתיים המקיפים את הפרט בשלבי החיים הראשונים.

בקביעה מהותית, הביולוגים סיווגו מערכות אלה לשלוש קטגוריות עיקריות: גנים בודדים, מערכת haplodiploid, או כרומוזומי מין או מין. המקרה האחרון הוא זה מאיתנו, יונקים, ציפורים וכמה חרקים.

מקור: pixabay.com

באותו אופן, תנאים סביבתיים משפיעים גם על קביעת המין. תופעה זו נחקרה בכמה זוחלים ודו-חיים, המושפעים במיוחד מהטמפרטורה. מערכת נחישות זו ידועה כקריפטית.

סוגים של מערכות לקביעת מין

יחסי מין, המובנים כערבוב של גנים באמצעות מיוזה ואיחוי סמים, הם אירוע אוניברסאלי כמעט בחיי האוקריוטים.

אחת ההשלכות החשובות ביותר של רבייה מינית היא צימוד של אללים שונים, הנישאים על ידי אנשים שונים, בגיוון גנטי מועיל.

ברוב האורגניזמים האוקריוטים, קביעת מין היא אירוע המתרחש בזמן ההפריה. תופעה זו יכולה להתרחש על ידי שלוש מערכות שונות: גנים בודדים, מערכת haplodiploid, או כרומוזומים מיוחדים.

כמו כן, יש לנו קביעת מאפיינים מיניים המתווכים על ידי גורמים סביבתיים, כגון טמפרטורה. זה מתרחש בצפרדעים, צבים ותנינים, כאשר נראה כי טמפרטורת הדגירה קובעת את המין.

נתאר כל מערכת להלן, תוך שימוש בדוגמאות שנלקחו ממלכות החיות והצמחים:

גנים אישיים

באורגניזמים שבהם המין נקבע על ידי גנים בודדים, אין כרומוזומי מין. במקרים אלה, המין תלוי בסדרת אללים הממוקמים בכרומוזומים ספציפיים.

במילים אחרות, מין נקבע על ידי גן (או על ידי כמה מאלו) ולא על ידי נוכחות של כרומוזום שלם.

מערכת חוליות שונות, כמו דגים, דו-חיים וכמה זוחלים יש מערכת זו. דווח גם בצמחים.

לאללים המשתתפים בתופעה זו מערכת הדומיננטיות הידועה לרבים שקיימת לדמויות אוטוסומליות. בצמחים נקבעו האללים שקובעים את הגבריות, ההרמפרודיזם ואת האופי הנשי של הפרט.

מערכת Haplodiploid

מערכת ההפלודיפלואיד נפוצה אצל דבורים

מערכות ההפלודיפלואיד קובעות את המין בהתאם למצב הפלאויד או הדיפלואידי של האדם. אנו, בני האדם, הם דיפלואידים - זכרים ונקבות כאחד. עם זאת, לא ניתן להוציא את המצב הזה לכל קבוצות בעלי החיים.

מערכת ההפלודיפלואיד שכיחה למדי אצל הימנופטרנים (דבורים, נמלים וכדומה), הומופטרה (זבובונים ואפרוחים) וקולופטרה (חיפושיות).

הדוגמא הקלאסית היא של דבורים וקביעת יחסי מין במושבות. המבנה החברתי של הדבורים הוא מורכב ביותר, כמו גם התנהגויותיהם האוזוסוציאליות, כאשר בסיסיהם במערכת הגנטית המחליטה את מיןם.

לדבורים חסר כרומוזומי מין. הנקבות הן דיפלואיד (2n) והזכרים הם haploid (n), המכונים מל"טים. מסיבה זו התפתחות הנקבות נובעת מהפריה של הביציות, בעוד שהביציות הבלתי מופרות מתפתחות לזכרים. כלומר, לאחרונים אין אב.

אצל נקבות, החלוקה בין העובדים למלכה אינה נקבעת גנטית. היררכיה זו נקבעת על ידי תזונה של הפרט בשלבים הראשונים של חייו.

כרומוזומים מיוחדים

המקרה של כרומוזומים מיוחדים או כרומוזומי מין הוא זה שאנו קשורים אליו ביותר. זה קיים בכל היונקים, בכל העופות וחרקים רבים, והוא מהווה צורה נפוצה באורגניזמים עם פנוטיפים מיניים שונים.

בצמחים, למרות שזה נדיר מאוד, ניתן היה לציין כמה מינים דיוקליים שיש להם כרומוזומי מין.

למערכת זו יש גרסאות שונות. בין הנפוצים והפשוטים ביותר אנו מוצאים את המערכות: XX-X0 ו- XX-XY, בהן המין ההטרוגמטי הוא הזכר, ו- ZZ-ZW, שם המין ההטרוגמטי הוא הנקבה.

המערכת הראשונה, XX ו- X0, נפוצה בחרקים בסדר האורתופטררה והממפטרה. במקרים אלה, לזכר יש רק כרומוזום מין אחד.

מערכת XX ו- XY קיימת ביונקים, בחרקים רבים בסדר הדיפטרה ובמספר מוגבל מאוד של צמחים, כמו קנאביס סאטיבה. במערכת זו יחסי המין נקבעים על ידי הגאמט הגברי. אם לאחרון יש את כרומוזום ה- X, הצאצאים תואמים נקבה, ואילו הגאמט Y יביא לזכר.

המערכת האחרונה, ZZ ו- ZW, קיימת בכל הציפורים ובחרקים מסוימים בסדר הדם Lepidoptera

נחישות קריפטית

במיסות מסוימות יש לגירויים הסביבתיים השונים, בשלבים המוקדמים של חיי הפרטים, תפקיד מכריע בקביעת המין. במקרים אלה הקביעה מבחינה גנטית לא הוסברה לחלוטין ונראה כי המין תלוי לחלוטין בסביבה.

בצבי ים, למשל, וריאציה של מעלות צלזיוס נוספת הופכת אוכלוסייה שלמה של זכרים לאוכלוסייה המורכבת אך ורק מנקבות.

באליגטורים נמצא כי דגירה תחת 32 מעלות צלזיוס מייצרת אוכלוסייה של נקבות וטמפרטורות מעל 34 מעלות צלזיוס מתורגמות לאוכלוסיה של זכרים. בטווח 32 עד 34 הפרופורציות בין המינים משתנות.

בנוסף לטמפרטורה, הודגמה השפעתם של משתנים סביבתיים אחרים. במין אחד של annelid, Bonellia viridis, נקבע המין בשלב הזחל שלו. הזחלים ששוחים בחופשיות במים, מתפתחים כזכרים.

לעומת זאת, הזחלים המתפתחים קרוב לנקבות בוגרות הופכים לזכרים על ידי הורמונים מסוימים שהם מפרישים.

זיהום על ידי מיקרואורגניזמים

לבסוף, נדון במקרה המיוחד של האופן בו נוכחותו של חיידק מסוגלת להגדיר את מין האוכלוסייה. זהו המקרה של החיידק המפורסם השייך לסוג Wolbachia.

וולבאצ'יה הוא סימביון בין-תאי, המסוגל להדביק מגוון רחב של מיני פרוקי רגליים וגם כמה נמטודות. חיידק זה מועבר אנכית, מנקבות לצאצאיהם העתידיים, על ידי ביצים - אם כי תועד גם העברה אופקית.

לגבי קביעת המין באורגניזמים בהם הוא מאכלס, יש לוולבאכיה השפעות רלוונטיות ביותר.

הוא מסוגל להרוג גברים באוכלוסייה, שם מתים זכרים נגועים בשלבים המוקדמים של חייהם; מתישה את האוכלוסייה, בה הזכרים המתפתחים הופכים לנקבות; ולבסוף, הוא מסוגל לייצר אוכלוסיות פרנתנווגנטיות.

כל הפנוטיפים הללו שהוזכרו, המערבים עיוות של יחסי המין עם הטיה ניכרת כלפי נקבות, מתרחשים לטובת העברת החיידקים לדור הבא.

הודות למגוון המארחים הרחב שלה, וולבאצ'יה מילאה תפקיד מכריע בהתפתחות מערכות לקביעת המין של פרוקי הרגל ואסטרטגיות הרבייה.

חלקם של המינים

חבילת זאבים.

תכונה בסיסית של מערכות לקביעת מין מתאימה להבנת חלקם של המינים או יחס המין. הוצעו מספר תיאוריות והשערות:

השערת פישר

רונלד פישר, סטטיסטיקאי וביולוג בריטי מוערך, הציע בשנת 1930 תיאוריה שתסביר מדוע אוכלוסיות שומרות על יחס 50:50 בין גברים לנקבות. באופן סביר, היא גם הסבירה מדוע נבחרים מנגנונים המשתלבים ביחס שווה זה.

ברצף, ניתן היה להראות שיחס מין הוגן או מאוזן מהווה אסטרטגיה יציבה, מבחינה אבולוציונית.

נכון שתוצאותיו של פישר אינן חלות בנסיבות מסוימות, אולם נראה כי ההשערה שלו כללית דיה, כך שיש לבחור במנגנונים לקביעת המין על פי עקרונותיו.

השערות וטורארד

מאוחר יותר, בשנת 1973, ציינו מחברים אלה כי יחס המין תלוי בגורמים רבים אחרים - בעיקר המצב הפיזיולוגי של הנקבה - שלא נלקחו בחשבון בהסברו של פישר.

הוויכוח התבסס על הנחות היסוד שלהלן: כשנקבה "בריאה" מבחינה פיזיולוגית, עליה לייצר זכרים, מכיוון שצעירות אלה יהיו בעלות סיכוי גדול יותר לשרוד ולהתרבות.

באותו אופן, כאשר הנקבה אינה נמצאת בתנאים פיזיולוגיים מיטביים, האסטרטגיה הטובה ביותר היא ייצור של נקבות אחרות.

בטבע, נקבות חלשות מתרבה לעתים קרובות, למרות מצבם "הנחיתות" הפיזיולוגית. בניגוד לזכר חלש, בו הסיכוי להתרבות קטן פחות באופן יוצא דופן.

הצעה זו נבדקה במערכות ביולוגיות שונות, כמו חולדות, צבאים, כלבי ים ואפילו באוכלוסיות אנושיות.

נקודת מבט אבולוציונית ושאלות עתידיות

לאור האבולוציה, המגוון של המנגנונים הקובעים את המין מעלה שאלות מסוימות, כולל: מדוע אנו רואים וריאציה זו? כיצד נוצרת שונות זו ולבסוף, מדוע מתרחשים שינויים אלה?

יתר על כן, עולה גם מהשאלה האם מנגנונים מסוימים מעניקים לאדם יתרון מסוים על פני אחרים. כלומר, אם מנגנון מסוים כלשהו הועדף באופן סלקטיבי.

הפניות

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). וולבאצ'יה לא עוסקת בסקס: וולבאצ'יה-פמיניזציה גברית משנה את הטרנסקולומה Zyginidia pullula בעלה באופן בלתי תלוי מין בעיקר. גבולות במיקרוביולוגיה, 5, 430.
2. בכטרוג, ד, מנק, ג'יי, פייכל, קל., קירקפטריק, מ., אוטו, SP, אשמן, TL, האן, מ.וו, קיטאנו, ג'יי, מיירוז, אני, מינג, ר., פרין, נ., Ross, L., Valenzuela, N., Vamosi, JC, Tree of Sex Consortium (2014). קביעת מין: מדוע כל כך הרבה דרכים לעשות זאת? ביולוגיה של PLoS, 12 (7), e1001899.
3. Ferira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). מדריך לגנטיקה. כרך 1. האוניברסיטה הלאומית של ריו קוארטו.
4. לאופולד, ב '(2018). תיאוריה של אקולוגיית אוכלוסיית חיות הבר. עיתונות Waveland inc.
5. פירס, BA (2009). גנטיקה: גישה רעיונית. פנמריקנית רפואית אד.
6. וולפרט, ל '(2009). עקרונות ההתפתחות. פנמריקנית רפואית אד.