Pohlaví organismů

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. června 2022; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Pohlaví organismů nebo biologické pohlaví  - soubor genetických a gonadálně-histologických, anatomických a morfofunkčních charakteristik organismu , zobecňující všechny jeho různé specifické reprodukční (pohlaví) znaky, které jej odlišují od zástupců jiného biologického pohlaví daného druhu organismů a určit jeho roli v procesu oplodnění během pohlavního rozmnožování.

Je obvyklé mluvit o existenci dvou typů biologického pohlaví: mužského a ženského , přičemž je třeba mít na paměti, že v přírodě existují tři typy sexuální reprodukce: izogamie , heterogamie a oogamie [1] . Ve všech třech případech se tvoří zárodečné buňky s odlišnou (vzájemně se doplňující) genetickou informací, které musí vzájemně splynout, aby daly vzniknout novému organismu. V tomto ohledu je správnější říci, že jedinec patří k mužskému nebo ženskému pohlaví pouze v případě oogamie, tedy pohlavního rozmnožování, při kterém se spermie a vajíčko tvoří jako zárodečné buňky . V dalších dvou případech prý pohlaví není ani muž, ani žena, ale prostě jiné. Někteří vědci považují oogamii za extrémní variantu heterogamie.

Za prvé, pojem „sex“ označuje soubor vzájemně kontrastních generativních a příbuzných znaků. Pohlavní znaky nejsou stejné u jedinců různých druhů a znamenají nejen reprodukční vlastnosti, ale také celé spektrum sexuálního dimorfismu, tedy nesrovnalosti v anatomických, fyziologických, mentálních a behaviorálních charakteristikách jedinců daného druhu v závislosti na pohlaví. . Některé genderové rozdíly jsou přitom kontrastní, vzájemně se vylučující, jiné naopak kvantitativní, což umožňuje četné individuální variace.

Mezi živými organismy, které mají pohlavní styk, jsou ty, u nichž se na tvorbě pohlaví podílejí především geny ( savci , ptáci , většina dvoudomých rostlin ), a ty, u nichž se pohlaví tvoří hlavně pod vlivem faktorů prostředí (mnoho plazů). ; a ty, ve kterých je pohlaví určováno jak genetickými, tak epigenetickými faktory a může se v průběhu života měnit (některé ryby , obojživelníci a rostliny ) [2] .

Pohlavní dimorfismus

Pohlavní dimorfismus  - anatomické rozdíly mezi muži a ženami stejného druhu , nepočítaje genitálie . Pohlavní dimorfismus se může projevit v různých fyzických postavách, například:

Pohlavní dimorfismus je obecný biologický jev, rozšířený mezi dvoudomé formy zvířat a rostlin . V některých případech se sexuální dimorfismus projevuje ve vývoji takových vlastností, které svým majitelům jednoznačně škodí a snižují jejich životaschopnost. Takovými jsou například dekorace a světlé zbarvení samců u mnoha ptáků, dlouhá ocasní pera samců rajek , lyrových ptáků, které překážejí letu. Hlasitý křik a zpěv, ostré pachy samců nebo samic mohou také upoutat pozornost predátorů a dostat je do nebezpečné pozice. Vývoj takových vlastností se zdál být z hlediska přirozeného výběru nevysvětlitelný. Aby je vysvětlil, v roce 1871 Darwin navrhl teorii sexuálního výběru [3] . Od dob Darwina je to kontroverzní. Opakovaně zazněl názor, že jde o nejslabší místo Darwinova učení [4] .

Pohlavní dimorfismus a reprodukční struktura populace

Pohlavní dimorfismus musí souviset s reprodukční strukturou populace : u striktně monogamních je minimální, protože monogamní využívají specializaci pohlaví pouze na úrovni organismu, nikoli však populace, a u panmiktických a polygamních druhů , které využívají výhod diferenciace plněji, zvyšuje se s rostoucím stupněm polygamie.

Zvrat sexuálního dimorfismu v polyandrii

Polyandrie , ve které se samice páří s více samci, se vyskytuje u bezobratlých , ryb , ptáků a savců . V tomto případě je často pozorována reverze pohlavního dimorfismu (samice jsou větší než samci, světlejší barvy, samci si staví hnízdo, inkubují vajíčka a starají se o potomstvo, o samici se nebojuje). Tento jev je přítomen u emu , tříprsté , barevné sluky .

U obratlovců

Určování pohlaví u obratlovců probíhá u různých druhů různě. U lidí a mnoha zvířat je pohlaví podmíněno geneticky , u jiných druhů může být určeno faktory prostředí a hormonálními hladinami během vývoje plodu .

V průběhu evoluce se pohlaví objevilo nezávisle v různých skupinách organismů (viz konvergentní evoluce ). Protože rozdíly mezi pohlavími u různých druhů jsou často nepředvídatelné, je pohlaví určeno nejvýznamnějším společným znakem – typem produkovaných gamet (spermie u samců nebo vajíčka u samic).

Muž

Samec  je formou živého organismu , který produkuje malé pohyblivé gamety  – spermie . V procesu oplodnění se spermie spojí s větší samičí gametou nebo vajíčkem . Samci se nemohou rozmnožovat bez alespoň jednoho vajíčka od samice, i když některé organismy se mohou rozmnožovat sexuálně i nepohlavně .

Hlavní úlohou samce v rámci svého druhu je vykonávat reprodukční funkci - tedy přenášet genetickou informaci obsaženou v zárodečných buňkách ( spermiích ) do zárodečných buněk (například vajíček ) samičí formy. Kromě toho může role samce v závislosti na typu živého organismu zahrnovat: ochranu zástupců vlastního druhu, ochranu území, vedení skupiny, získávání zdrojů, výchovu potomků a mnoho dalšího.

Žena

Žena  je forma živého organismu, která má ženské pohlavní znaky svého druhu a liší se od mužské formy ( samec ) sexuálním dimorfismem (rozdíly ve stavbě pohlavních orgánů , sekundární pohlavní znaky , kostra atd.).

Biologická role samic v populaci je extrémně různorodá. V závislosti na typu živého organismu může role ženy zahrnovat: ochranu zástupců vlastního druhu, ochranu území, vedení skupiny, získávání zdrojů, výchovu potomků a mnoho dalšího. Jedním z úkolů samice v rámci svého druhu je mimo jiné vykonávat reprodukční funkci  - tedy přijímat genetickou informaci obsaženou v zárodečných buňkách ( spermiích ) samce od samičích zárodečných buněk (například vajíček ) . .

Intersexualita

Intersexualita  - přítomnost znaků obou pohlaví u dvoudomého organismu, zpravidla tyto znaky nejsou plně vyvinuté, intermediární (srov . Hermafroditismus ). Znaky obou pohlaví se objevují společně na stejných částech těla (srov . gynandromorfismus ).

Zygotní (geneticky podmíněná) intersexualita

Je výsledkem odchylky od normy souboru pohlavních chromozomů a genů v době oplození, kdy jsou gamety spojeny do zygoty . Podle povahy porušení existuje triploidní nebo jiná - aneuploidní intersexualita. Diploidní intersexualita je pozorována při křížení různých geografických ras u motýla cikánského, a to buď u samic nebo u samců, v závislosti na typu křížení.

Formy intersexuality, tzv. pseudohermafroditismus u lidí, mohou být způsobeny i porušením normálního počtu pohlavních chromozomů. Současně u much Drosophila je poměr počtu párů pohlavních chromozomů a autozomů rozhodující ve vývoji pohlaví, proto je intersexualita u nich obvykle spojena s porušením tohoto poměru (např. v poměru 3A:2X - tři sady autozomů na dva pohlavní chromozomy). U lidí je určujícím faktorem ve vývoji mužského pohlaví přítomnost chromozomu Y, zatímco rysy intersexuality jsou pozorovány u mužů s Klinefelterovým syndromem (soubor XXY pohlavních chromozomů).

Hormonální intersex

Pokud u zvířat sekrece mužských nebo ženských hormonů gonádami určují vývoj sekundárních pohlavních znaků, pak u nich lze pozorovat fenomén hormonální intersexuality.

Pokud je takové zvíře kastrováno a je transplantována pohlavní žláza druhého pohlaví, dochází k maskulinizaci, respektive feminizaci, organismus se stává intersexuálním. Při kastraci parazitů u korýšů , jako je ta způsobená parazitickým korýšem sacculina , dochází k podobným jevům.

Lidské pohlaví

Biologické pohlaví osoby je soubor anatomických , fyziologických , biochemických a genetických vlastností, které odlišují mužské tělo od ženského a lze je použít jednotlivě nebo v kombinaci k identifikaci a rozlišení mezi mužem a ženou .

Rozlišují se následující složky biologického pohlaví:

Při utváření genderové identity člověka mohou hrát roli biologické i sociální faktory , ale v tomto ohledu neexistuje úplná důkazní základna.

U hmyzu

Hmyz má různá pohlaví. Reprodukční orgány ženy jsou obvykle představovány párovými vaječníky a vejcovody táhnoucími se po stranách, které se spojují do jednoho nepárového vývodu, který ústí do pochvy . Samice mají spermatéku a přídatné pohlavní žlázy. Muži mají párová varlata , ze kterých se chámovody rozprostírají po stranách těla. V dolní části se chámovody rozšiřují a vytvářejí semenné váčky určené k ukládání spermií. Semenovody jsou spojeny do společného ejakulačního kanálu, který ústí na kopulační orgán, který se může zvětšovat nebo prodlužovat. Adnexální žlázy vylučují semennou tekutinu.

U hmyzu ( včely a další blanokřídlí, moučníci), roztočů a také u vířníků se samice (nebo samice a samci) získávají z oplozených vajíček a z neoplozených se vyvinou pouze samci [5] .

Gynandromorfismus

Gynandromorfismus  je anomálie ve vývoji organismu , vyjádřená tím, že v jednom organismu mají velké části těla genotyp a znaky různých pohlaví. Je to důsledek přítomnosti sad pohlavních chromozomů s různým počtem pohlavních chromozomů v samčích a samičích buňkách těla, jako například u mnoha hmyzu. Gynandromorfismus vzniká v důsledku nesprávné distribuce pohlavních chromozomů v buňkách při zhoršeném zrání vajíčka, jeho oplození nebo rozdrcení.

Jednotlivci - gynandromorfové jsou nejvýraznější u hmyzu s jasně projevenými známkami sexuálního dimorfismu , přičemž morfologicky se rozlišují následující typy gynandromorfů:

U obratlovců i u lidí vedou tyto jevy působením pohlavních hormonů k sexuálním anomáliím, u kterých se sektorové rozložení samčích a samičích tkání obvykle neprojevuje tak výrazně. U intersexuality je pozorována složitější diferenciace ženských a mužských charakteristik.

Hermafroditismus

Hermafroditismus  je současná nebo sekvenční přítomnost mužských a ženských pohlavních znaků a reprodukčních orgánů u dvoudomých organismů.

Rozlišuje se přirozený hermafroditismus vlastní různým druhům zvířat a rostlin ( jednodomost ) a abnormální hermafroditismus normálně dvoudomých zvířat (viz Gynandromorfismus , Intersexualita ).

Hermafroditismus je v přírodě poměrně rozšířený – jak v rostlinném světě (v tomto případě se obvykle používají termíny jednodomé nebo mnohodomé), tak mezi zvířaty. Většina vyšších rostlin jsou hermafroditi, u živočichů je hermafroditismus běžný především u bezobratlých  - řada koelenterátů , naprostá většina ploštěnek , někteří kroužkovci a škrkavky , měkkýši, korýši (zejména většina druhů vlkovců) a hmyz ( kokcidové ).

Mezi obratlovci je mnoho druhů ryb hermafroditi a hermafroditismus je nejčastější u ryb, které obývají korálové útesy. Při přirozeném hermafroditismu je jedinec schopen produkovat samčí i samičí gamety , přičemž je možná situace, kdy oba typy gamet mají schopnost oplodnění (funkční hermafroditismus), nebo pouze jeden typ gamet (afunkční hermafroditismus).

Hermafroditismus je jednou z odrůd sexuální reprodukce: hermafroditní organismy produkují samčí a samičí gamety , jejichž splynutím se v sexuálním procesu vytvoří zygota . Protože hlavní evoluční výhodou pohlavního rozmnožování je rekombinace genetického materiálu rodičovských jedinců během zkříženého oplodnění (exogamie), u většiny druhů se v průběhu evoluce vyvinuly různé formy hermafroditismu, které brání samooplození (autogamie), nicméně , u mnoha řas, hub a kvetoucích rostlin a ve světě zvířat - mezi helminty (parazitickými červy) je samooplodnění zcela běžné.

Existují také následující typy hermafroditismu:

Pohlaví rostlin

Rostliny se vyznačují pohlavním i nepohlavním (vegetativním nebo sporulačním) rozmnožováním. Při popisu pohlavního rozmnožování vyšších rostlin se často používají termíny jednodomé a dvoudomé. U jednodomých rostlin se spermie a vajíčka (u vyšších rostlin ve většině případů charakteristická oogamie) tvoří na stejné rostlině, u dvoudomých rostlin na různých rostlinách. Pojmy „jednodomost“ a „dvojdomost“ ne zcela přesně korelují s pojmy „hermafroditismus“ a „dvoudomost“ u zvířat. Například všechny kvetoucí rostliny lze rozdělit na rostliny s oboupohlavnými květy (květy, které mají tyčinky i pestíky) a rostliny s květy jednopohlavnými (pouze tyčinkami nebo pouze pestíky). Zároveň rostliny s květy stejného pohlaví mohou být jednodomé (na téže rostlině jsou květy staminové i pestíkové) a dvoudomé ( na jedné rostlině jsou květy stamina a na druhé pestíkové ) [7] .

Heterogametický a homogametický sex

Heterogametické pohlaví  je geneticky podmíněné pohlaví, které odpovídá přítomnosti dvou různých pohlavních chromozomů v buňkách nebo jednoho , ve dvojité dávce, vedoucí k vytvoření alternativního pohlaví. Jedinci heterogametického pohlaví dávají dvě skupiny gamet (podle obsahu různých pohlavních chromozomů).

U heterogametických samců se písmena X a Y používají k reprezentaci pohlavních chromozomů . Jedinci, kteří normálně nesou pár pohlavních chromozomů X a Y nebo jeden chromozom X , jsou muži a ti, kteří nesou dva chromozomy X ,  jsou ženy . Tato skupina zahrnuje savce , většinu druhů hmyzu a mnoho dalších skupin.

Pokud je heterogametické pohlaví ženské, pak se pro pohlavní chromozomy používají jiná označení - Z a W. Jedinci s genotypem ZZ  jsou muži; ZW  - fenky. Heterogametické ženské pohlaví je charakteristické pro hmyz Lepidoptera , plazy a ptáky .

Heterogametické ženské pohlaví se vyskytuje v mnohem menším počtu skupin organismů než heterogametické mužské. Některé druhy mají oba mechanismy určování pohlaví, zejména u jednoho z druhů mečounů (rod Xiphophorus ) jsou označeny pohlavní chromozomy W , X , Y a Z .

V některých případech se chromozom Y nebo W během evoluce ztratí. Potom jsou sady chromozomů u heterogametického pohlaví označeny jako X 0 nebo Z 0, v tomto pořadí.

Vzhledem k tomu, že přirozené populace obsahují mutace v homozygotním (nebo hemizygotním ) stavu, které snižují životaschopnost, mají jedinci s heterogametickým pohlavím často sníženou zdatnost.

Homogametické pohlaví  - pohlaví , u kterých se během meiózy tvoří stejné gamety nesoucí stejné pohlavní chromozomy [8] . Například u lidí ženská vajíčka (XX) obsahují jeden chromozom X , na rozdíl od mužských gamet - spermií , které mohou obsahovat chromozom X i Y ( heterogametické pohlaví ).

U většiny hmyzu, savců, včetně lidí , je homogametické pohlaví samice (XX). U ptáků , plazů a motýlů je naopak homogametickým pohlavím muž (ZZ) [9] .

Poměr pohlaví

Poměr pohlaví  je poměr počtu mužů k počtu samic ve dvoudomé populaci .

Poměr pohlaví je spolu se sexuálním dimorfismem důležitou charakteristikou dvoudomé populace. Obvykle se vyjadřuje jako počet mužů na 100 žen, podíl mužů nebo v procentech. V závislosti na stádiu ontogeneze se rozlišují primární , sekundární a terciární poměry pohlaví. Primární je poměr pohlaví v zygotách po oplodnění; sekundární - poměr pohlaví při narození a konečně terciární - poměr pohlaví zralých, schopných reprodukce jedinců populace.

Určení pohlaví

Určení pohlaví nebo určení pohlaví  je biologický proces, během kterého se vyvíjejí sexuální vlastnosti organismu. Většina organismů má dvě pohlaví. Někdy se vyskytují i ​​hermafroditi kombinující vlastnosti obou pohlaví. Některé druhy mají pouze jedno pohlaví a jsou to samice , které se rozmnožují bez oplodnění partenogenezí , během níž se také rodí pouze samice.

Pohlavní rozmnožování a projev sexuálního dimorfismu jsou rozšířeny v různých taxonomických skupinách. Mechanismy určování pohlaví se vyznačují velkou rozmanitostí, což svědčí o opakování a nezávislosti výskytu pohlaví u různých taxonů [10] . V mnoha případech je pohlaví dáno geneticky. Genetické určení pohlaví je nejběžnějším způsobem určení pohlaví u zvířat a rostlin , zatímco pohlaví může být určeno řadou alel jednoho nebo více autozomálních genů, nebo může k určení pohlaví dojít pomocí pohlavních chromozomů s geny určujícími pohlaví (viz Chromozomální pohlaví určení ) [10] . Při chromozomálním určování pohlaví je soubor pohlavních chromozomů u mužů a žen zpravidla odlišný vzhledem k jejich heteromorfismu a pohlaví je určeno kombinacemi pohlavních chromozomů: XY, ZW , X0, Z0. V jiných případech je pohlaví určeno faktory prostředí . Například u všech krokodýlů , některých ještěrek , želv , ryb a tuatara závisí pohlaví na teplotě, při které se jedinec vyvíjel. Mravenci , včely , vosy a některý další hmyz mají jiný mechanismus: pohlaví závisí na počtu sad chromozomů . Haploidní samci se vyvíjejí z neoplozených vajíček, zatímco diploidní samice se vyvíjejí z oplozených [11] . Některé druhy nemají fixní pohlaví a mohou ho vlivem vnějších podnětů změnit. Podrobnosti některých mechanismů určování pohlaví ještě nejsou plně pochopeny.

Je třeba odlišovat určení pohlaví od diferenciace pohlaví. Po určení pohlaví některým z výše uvedených mechanismů nastupuje pohlavní diferenciace. Toto spuštění je zpravidla prováděno hlavním genem - pohlavním lokusem , po kterém jsou ostatní geny zahrnuty do procesu kaskádovým mechanismem.

Poznámky

  1. ↑ [1] Archivováno 20. května 2016 na Wayback Machine T. Motomura et al. Cytoplazmatická dědičnost organel v hnědých řasách. J Plant Res, 2010
  2. ↑ [2] Archivováno 28. května 2016 na Wayback Machine RB Stelkens , C Wedekind. Environmentální změna pohlaví, geny trojského pohlaví a úprava poměru pohlaví: podmínky a důsledky populace. Mol Ecol, 2010
  3. ↑ Darwin C. (1953) Původ člověka a výběr PHOOOOOOOOOOOOOOL. Soch., 5, M.-L.
  4. ↑ Wallace L. (1911) Darwinismus. M.
  5. ↑ Flanders SE (1946) Kontrola pohlaví a pohlavně omezený polymorfismus u blanokřídlých.—Quart. Rev. Biol. 21 č. 2, str. 135-143.
  6. ↑ Deryagin G. B. Kriminální sexuologie. Kurz přednášek pro právnické fakulty. M., 2008. - S. 62 . ISBN 978-5-93004-274-0 .
  7. ↑ Jednodomé rostliny – článek z Velké sovětské encyklopedie . 
  8. ↑ Slovník veterinárních histologických termínů . Získáno 16. června 2013. Archivováno z originálu 25. května 2012.
  9. ↑ Pobiology.rf: homogametický sex . Získáno 3. dubna 2022. Archivováno z originálu dne 10. září 2019.
  10. ↑ 1 2 Aslanyan, Soldatova, 2010 , str. 23-26.
  11. ↑ Korjakov, Žimulev, 2009 , str. 122-125.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích