Systemy determinacji płci

Czy zastanawialiście się kiedykolwiek nad tym czym jest płeć? Tak naprawdę trudno jest ją zdefiniować. Z pewnością łatwiej byłoby nam podać definicję płci wyszczególnionej, np. płci kulturowej. Jednakże jak interpretować ją z biologicznego punktu widzenia? Otóż jest to zmienność wśród osobników jednego gatunku. Oczywiście nie zawsze objawia się ona dymorfizmem płciowym, ale mogą to być niezauważalne różnice, np. w ilości materiału genetycznego. Co ciekawe płci może być wiele - np. u niektórych protistów może być ich nawet 7, także przynajmniej wg mnie definiowanie płci jako klasyfikacji organizmów na męskie i żeńskie jest dosyć egoistyczne (przedstawia tylko i wyłącznie ludzki punkt widzenia), a tak jak już wspomniałem fenotypy wynikające z płci nie muszą być wcale dwiema skrajnymi formami, może być ich dużo więcej, a sam zakres zmienności może być stopniowany. 

Źródło: Wikipedia. Praca użytkownika: CFCF.

Jeżeli chodzi o organizmy jednokomórkowe, to zazwyczaj wytwarzają one gamety o jednakowej wielkości i ruchliwości, co nazywamy izogamią. U organizmów wielokomórkowych przeważa zaś anizogamia - wytwarzanie gamet o różnej wielkości i różnej ruchliwości. Dzięki temu jesteśmy w stanie zdefiniować płeć dzieląc ją na męską i żeńską w zależności od tego, który z osobników wytwarza jaką gametę. 

Niektóre gatunki mogą mieć zarówno żeńskie, jak i męskie organy płciowe. Około 94% roślin kwiatowych to gatunki obupłciowe. Płeć u roślin jest genetycznie determinowana. Określa zdolność do wytwarzania gamet męskich lub żeńskich. Wówczas gdy dany osobnik wytwarza dwa typy gamet - nazywamy go obupłciowym. Ponadto u roślin nasiennych kwiaty zawierać mogą organy męskie i żeńskie. Mogą one znajdować się na jednej roślinie - mamy wówczas do czynienia z rośliną jednopienną (np. brzozowate, bukowate, orzechowate, niektóre wiechlinowate (np. kukurydza), czy dyniowate (np. dynia). Wówczas gdy kwiaty męskie i żeńskie występują na różnych osobnikach - mamy do czynienia z rośliną dwupienną (np. wierzbowate, konopiowate, cisowate, sagowcowe, miłorzębowe). Mogą też istnieć gatunki trójpienne - wówczas roślina posiada aż trzy typy kwiatów - kwiaty obupłciowe, kwiaty męskie i kwiaty żeńskie. 

U zwierząt dominuje rozmnażanie płciowe. Uczestniczą w nim wyspecjalizowane komórki, zwane gametami. Do wytwarzania gamet przystosowały się układy narządów - narządy rozrodcze/narządy płciowe. Istnieją też takie gatunki, np. ryb (ryba Trimma), które mogą zmieniać płeć w ciągu życia. Przykładem są też zresztą błazenki. Np. w filmie "Gdzie jest Nemo" po śmierci matki Nemo, jego ojciec powinien tak naprawdę stać się jego matką, ponieważ w przypadku błazenków po śmierci samicy, jej funkcję przejmuje samiec i tak jakby staje się samicą. 

Płeć determinowana może być przez:

a) środowisko (temperatura, pH, itd.)

b) genotypowo (np. chromosomowa determinacja płci),

c) cytoplazmatycznie (mitochondria, plastydy),

d) haploidalność 

SYSTEM DETERMINACJI PŁCI XY - Typ Lygeus:

♂: XY

♀: XX

Występuje u ludzi, większości ssaków, u niektórych owadów takich jak np. Drosophila Melanogaster (Muszka Owocówka). Płcią heterogametyczną jest tutaj płeć męska, a płcią homogametyczną płeć żeńska. U tych gatunków jeden lub więcej genów leżących na chromosomie Y determinuje płeć męską. Niezależnie od ilości chromosomów o płci decyduje brak lub obecność chromosomu Y. 

Wśród ludzi gen SRY (Sex Determining Region) leżący na chromosomie Y jest sygnałem do rozpoczęcia biochemicznych przemian prowadzących do wykreowania płci męskiej. Z kolei u kobiet, które posiadają dwa chromosomy X - jeden z nich ulega inaktywacji i zamieniony zostaje w nieaktywne genetycznie Ciałko Barra (chromatyna płciowa), by wyrównać ilość genów ulegających ekspresji u mężczyzn i kobiet. Proces inaktywacji Ciałka Barra nazywamy lionizacją. 

Widoczne jest Ciałko Barra u kobiety tuż przy otoczce jądrowej. 

LIONIZACJA:

Lionizacja zachodzi raz w komórce zarodka na wczesnym etapie embriogenezy. Dalej chromosom nieaktywny X przekazywany jest mitotycznie komórkom potomnym. 

DETERMINACJA PŁCI U DROSOPHILIA MELANOGASTER:

SYSTEM DETERMINACJI PŁCI ZW - Typ Abraksas:

♂: XX

♀: XY

Typ Abraksas jest odwróceniem typu Lygeus. Jest to system determinacji płci bardzo powszechny w przyrodzie. Spotykany jest bowiem u ptaków, niektórych ryb i skorupiaków, pewnych owadów, takich jak np. motyle, u niektórych gadów. W systemie tym płeć potomka zależy od komórki jajowej. 

SYSTEM DETERMINACJI PŁCI - Typ Protenor:

♂: X0

♀: XX

Występuje u pluskwiaków, np. u pasikonika. Należy pamiętać, że samce wytwarzają w tym przypadku dwa rodzaje gamet - jedne zawierają X, a drugie są X'a pozbawione. 

SYSTEM DETERMINACJI PŁCI - Typ Fumea:

♂: XX

♀: X0

Występuje bardzo rzadko u owadów Fumea. 

TEMPERATUROWA DETERMINACJA PŁCI 

Temperaturowa determinacja płci to determinacja płci zależna od temperatury inkubacji zarodka (inkubacji jaj). Występuje u żółwi, krokodyli, u części jaszczurek. 

HAPLODIPLOIDALNOŚĆ

Źródło: Wikipedia.

Haplodiploidalność determinuje płeć u większości przedstawicieli błonkoskrzydłych. Płeć determinuje tu ilość zestawów chromosomów osobnika. Potomstwo powstałe wskutek połączenia się plemnika z komórką jajową daje samice - są to osobniki diploidalne. Z kolei z jaj niezapłodnionych powstają samce - osobniki haploidalne. Powoduje to, że żaden samiec nie może mieć syna i zazwyczaj nie ma też ojca, ale ma dziadka i może mieć męskich wnuków. 

Po kopulacji każda samica błonkoskrzydłych przechowuje swoje nasienie w spermatece - zbiorniczku nasiennym, który zawiera gruczoły produkujące wydzielinę podtrzymującą aktywność i żywotność plemników. Dzięki temu mogą być one wykorzystywane do zapładniania komórek jajowych na długo po procesie kopulacji. Pszczoła kontroluje uwalnianie nasienia ze zbiorniczka. Jeżeli nasienie zostanie uwolnione na komórkę jajową przechodzącą przez jajowód - jajo ulega zapłodnieniu. 

Z kolei rodzaj przyjmowanego przez pszczoły pokarmu decyduje o tym, które z nich rozwiną się w robotnice, a które w królową. Te, które karmione będą np. zwykłym pyłkiem, staną się robotnicami, mimo identycznego jak królowa genotypu 2n. Z kolei gdy osobnik 2n będzie karmiony mleczkiem pszczelim - rozwinie się w królową. Wpływa na to metylacja - tzw. epigenetyczny kod. 

W przypadku pszczoły miodnej samce - czyli trutnie, pochodzą tylko i wyłącznie od królowej. Wytwarzane przez nie plemniki zawierają identyczną informację genetyczną co u królowej. Natomiast samice mają połowę informacji genetycznej od samca i połowę od królowej.