Køn af organismer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. juni 2022; checks kræver 3 redigeringer .

Køn af organismer eller biologisk køn  - et sæt af genetiske og gonadal-histologiske, anatomiske og morfofunktionelle karakteristika for en organisme , der generaliserer alle dens forskellige specifikke reproduktive (køns)træk, der adskiller den fra repræsentanter for et andet biologisk køn af en given art af organismer og bestemme dens rolle i befrugtningsprocessen under seksuel reproduktion.

Det er sædvanligt at tale om eksistensen af ​​to typer biologisk køn: mandlig og kvindelig , mens man skal huske på, at der i naturen er tre typer seksuel reproduktion: isogami , heterogami og oogami [1] . I alle tre tilfælde dannes kønsceller med forskellige (gensidigt komplementære) genetiske informationer, som skal smelte sammen for at give anledning til en ny organisme. I denne henseende er det mere korrekt at sige, at et individ kun tilhører det mandlige eller kvindelige køn i tilfælde af oogami, det vil sige seksuel reproduktion, hvor sædceller og et æg dannes som kønsceller . I de to andre tilfælde siges kønnet hverken at være mand eller kvinde, men blot anderledes. Nogle forskere betragter oogamy som en ekstrem variant af heterogami.

Først og fremmest betegner begrebet "sex" et sæt af gensidigt kontrasterende generative og relaterede træk. Seksuelle karakteristika er ikke de samme hos individer af forskellige arter og indebærer ikke kun reproduktive egenskaber, men også hele spektret af seksuel dimorfi, det vil sige uoverensstemmelser i de anatomiske, fysiologiske, mentale og adfærdsmæssige egenskaber hos individer af en given art afhængigt af køn . Samtidig er nogle kønsforskelle kontrasterende, gensidigt udelukkende, mens andre er kvantitative, hvilket giver mulighed for adskillige individuelle variationer.

Blandt levende organismer, der har sex, er der dem, hvor generne yder hovedbidraget til dannelsen af ​​køn ( pattedyr , fugle , de fleste tveboplanter ), og dem, hvor køn dannes hovedsageligt under påvirkning af miljøfaktorer (mange krybdyr) ; og dem, hvor køn bestemmes af både genetiske og epigenetiske faktorer og kan ændre sig gennem hele livet (nogle fisk , padder og planter ) [2] .

Seksuel dimorfi

Seksuel dimorfi  - anatomiske forskelle mellem hanner og hunner af samme art , ikke medregnet kønsorganerne . Seksuel dimorfisme kan manifestere sig i forskellige fysiske karakterer, for eksempel:

Seksuel dimorfisme er et generelt biologisk fænomen, udbredt blandt tveboformer af dyr og planter . I nogle tilfælde manifesteres seksuel dimorfisme i udviklingen af ​​sådanne træk, der tydeligvis er skadelige for deres ejere og reducerer deres levedygtighed. Sådanne er for eksempel dekorationerne og den lyse farve af hanner hos mange fugle, de lange halefjer fra en paradishanfugl , lirefugle , der forstyrrer flyvningen. Høje råb og sang, skarpe lugte af hanner eller hunner kan også tiltrække rovdyrs opmærksomhed og sætte dem i en farlig position. Udviklingen af ​​sådanne egenskaber syntes uforklarlig ud fra et naturligt udvalgs synspunkt. For at forklare dem foreslog Darwin i 1871 teorien om seksuel selektion [3] . Det har været kontroversielt siden Darwins tid. Den opfattelse er gentagne gange blevet udtrykt, at dette er det svageste punkt i Darwins lære [4] .

Befolkningens seksuelle dimorfi og reproduktive struktur

Seksuel dimorfisme skal forbindes med befolkningens reproduktive struktur : i strengt monogame er den minimal, da monogame kun bruger specialisering af køn på organismens niveau, men ikke befolkningen, og i panmiktiske arter og polygame , som bruger fordelene ved differentiering mere fuldt ud, det øges med stigende grad af polygami.

Tilbageførsel af seksuel dimorfi i polyandri

Polyandry , hvor en hun parrer sig med flere hanner, findes hos hvirvelløse dyr , fisk , fugle og pattedyr . I dette tilfælde observeres ofte en tilbagevenden af ​​seksuel dimorfisme (hunner er større end hanner, lysere i farve, hanner bygger en rede, ruger æg og tager sig af ynglen, der er ingen kamp for hunnen). Dette fænomen er til stede hos emuer , trefingrede , farvede bekkasiner .

Hos hvirveldyr

Kønsbestemmelse hos hvirveldyr forekommer forskelligt hos forskellige arter. Hos mennesker og mange dyr er køn genetisk bestemt ; hos andre arter kan det bestemmes af miljøfaktorer og hormonelle niveauer under fosterudviklingen .

I løbet af evolutionen opstod køn uafhængigt i forskellige grupper af organismer (se konvergent evolution ). Da forskelle mellem kønnene i forskellige arter ofte er uforudsigelige, bestemmes køn af det mest betydningsfulde fællestræk - typen af ​​kønsceller, der produceres (spermatozoer hos mænd eller æg hos hunner).

Mand

Hannen  er en form for en levende organisme , der producerer små, mobile kønsceller  - spermatozoer . Under befrugtningsprocessen smelter sædcellerne sammen med den større kvindelige kønscelle eller æg . Hanner kan ikke formere sig uden mindst ét ​​æg fra en hun, selvom nogle organismer kan formere sig både seksuelt og aseksuelt .

Hannens hovedrolle inden for sin art er at udføre den reproduktive funktion - det vil sige at overføre den genetiske information indeholdt i kønscellerne ( spermatozoer ) til kønscellerne (for eksempel æg ) i den kvindelige form. Afhængigt af typen af ​​levende organisme kan en mands rolle desuden omfatte: at beskytte repræsentanter for sin egen art, beskytte territorium, lede en gruppe, opnå ressourcer, opdrage afkom og meget mere.

Kvinde

En hun  er en form for en levende organisme, der har kvindelige seksuelle karakteristika af sin art og adskiller sig fra den mandlige form ( han ) ved seksuel dimorfi (forskelle i strukturen af ​​kønsorganerne , sekundære seksuelle egenskaber , skelet osv.).

Hunnernes biologiske rolle i befolkningen er ekstremt forskelligartet. Afhængigt af typen af ​​levende organisme kan en kvindes rolle omfatte: at beskytte repræsentanter for sin egen art, beskytte territorium, lede en gruppe, opnå ressourcer, opdrage afkom og meget mere. Blandt andet er en af ​​opgaverne for en hun inden for sin art at udføre en reproduktiv funktion  - det vil sige at modtage genetisk information indeholdt i mandens kønsceller ( spermatozoer ) af de kvindelige kønsceller (for eksempel æg ) .

Interseksualitet

Interseksualitet  - tilstedeværelsen af ​​tegn af begge køn i en dioecious organisme, som regel er disse tegn ikke fuldt udviklede, mellemliggende (jf . Hermafroditisme ). Begge køns tegn optræder sammen på de samme dele af kroppen (jf . gynandromorphism ).

Zygous (genetisk bestemt) interseksualitet

Det er resultatet af en afvigelse fra normen for sættet af kønskromosomer og gener på tidspunktet for befrugtning, når kønscellerne kombineres til en zygote . Af arten af ​​krænkelsen er der en triploid eller anden - aneuploid interseksualitet. Diploid interseksualitet observeres, når man krydser forskellige geografiske racer hos sigøjnermølsommerfuglen, og enten hos hunner eller hos hanner, afhængigt af typen af ​​krydsning.

Former for interseksualitet, den såkaldte pseudohermafroditisme hos mennesker, kan også være forårsaget af en krænkelse af det normale antal kønskromosomer. Samtidig er forholdet mellem antallet af par af kønskromosomer og autosomer i Drosophila -fluer afgørende for udviklingen af ​​sex, derfor er interseksualitet i dem normalt forbundet med en krænkelse af dette forhold (for eksempel observeres det i et forhold på 3A: 2X - tre sæt autosomer pr. to kønskromosomer). Hos mennesker er den afgørende faktor i udviklingen af ​​det mandlige køn tilstedeværelsen af ​​Y-kromosomet, mens træk ved interseksualitet observeres hos mænd med Klinefelters syndrom (et sæt af XXY kønskromosomer).

Hormonal intersex

Hvis sekreterne af mandlige eller kvindelige hormoner hos dyr bestemmer udviklingen af ​​sekundære seksuelle egenskaber, så kan fænomenet hormonel interseksualitet observeres i dem.

Hvis et sådant dyr kastreres, og det andet køns kønskirtel transplanteres, sker der maskulinisering eller følgelig feminisering, bliver organismen interkønnet. Ved parasitisk kastration hos krebsdyr , som den, der er forårsaget af det parasitære krebsdyr sacculina , forekommer lignende fænomener.

Menneskelig køn

En persons biologiske køn er et sæt af anatomiske , fysiologiske , biokemiske og genetiske egenskaber, der adskiller den mandlige krop fra den kvindelige og kan bruges individuelt eller i kombination til at identificere og skelne mellem en mand og en kvinde .

Følgende komponenter af det biologiske køn skelnes:

Både biologiske og sociale faktorer kan spille en rolle i dannelsen af ​​en persons kønsidentitet , men der er ingen fuldstændig evidensbase i denne henseende.

Hos insekter

Insekter har separate køn. Kvindens reproduktionsorganer er normalt repræsenteret af parrede æggestokke og æggeledere, der strækker sig langs siderne, som smelter sammen i en uparret kanal, der strømmer ind i skeden . Hunnerne har spermatheca og accessoriske kønskirtler. Hannerne har parrede testikler , hvorfra sædlederen strækker sig langs siderne af kroppen. I bunden udvider sædlederen sig til at danne sædblærerne , designet til at opbevare sædceller. Sædkanalerne er kombineret til en fælles ejakulationskanal, som åbner sig på kopulatororganet, som er i stand til at øge eller forlænge. Adnexalkirtlerne udskiller sædvæske.

Hos insekter ( bier og andre hymenoptera, mellus), mider , og også i hjuldyr , opnås hunner (eller hunner og hanner) fra befrugtede æg, og kun hanner udvikler sig fra ubefrugtede [5] .

Gynandromorfisme

Gynandromorfisme  er en anomali i udviklingen af ​​en organisme , udtrykt i det faktum, at i en organisme har store dele af kroppen en genotype og tegn på forskellige køn. Det er resultatet af tilstedeværelsen i de mandlige og kvindelige celler i kroppen af ​​sæt kønskromosomer med et andet antal af sidstnævnte, som for eksempel i mange insekter. Gynandromorfisme opstår som følge af ukorrekt fordeling af kønskromosomer i celler under svækket modning af ægget, dets befrugtning eller knusning.

Individer - gynandromorphs er mest udtalt hos insekter med tydeligt manifesterede tegn på seksuel dimorfisme , mens følgende typer gynandromorphs er morfologisk adskilt:

Hos hvirveldyr og hos mennesker fører sådanne fænomener på grund af kønshormoners virkning til seksuelle anomalier, hvor den sektorielle fordeling af mandlige og kvindelige væv normalt ikke fremstår så skarpt. Med interseksualitet observeres en mere kompleks differentiering af kvindelige og mandlige egenskaber.

Hermafroditisme

Hermafroditisme  er den samtidige eller sekventielle tilstedeværelse af mandlige og kvindelige seksuelle karakteristika og reproduktive organer i dioecious organismer.

Der skelnes mellem naturlig hermafroditisme, der er iboende i forskellige dyre- og plantearter ( monoeciousness ) og abnorm hermafroditisme hos normalt tveeboende dyr (se Gynandromorphism , Intersexuality ).

Hermafroditisme er ret udbredt i naturen - både i planteverdenen (i dette tilfælde bruges normalt termerne monoecious eller polyecious) og blandt dyr. De fleste af de højere planter er hermafroditter; hos dyr er hermafroditisme almindeligvis primært blandt hvirvelløse dyr  - en række coelenterater , langt de fleste fladorme , nogle annelids og rundorme , bløddyr, krebsdyr (især de fleste typer af havmuslinger) og insekter ( coccider ) ).

Blandt hvirveldyr er mange fiskearter hermafroditter, og hermafroditisme er mest almindelig hos fisk, der bor i koralrev. Med naturlig hermafroditisme er et individ i stand til at producere både mandlige og kvindelige kønsceller , mens en situation er mulig, når begge typer kønsceller har evnen til at befrugte (funktionel hermafroditisme), eller kun én type kønsceller (afunktionel hermafroditisme).

Hermafroditisme er en af ​​varianterne af seksuel reproduktion: Hermafrodit-organismer producerer mandlige og kvindelige kønsceller , hvis sammensmeltning danner en zygote i den seksuelle proces . Da den største evolutionære fordel ved seksuel reproduktion er rekombinationen af ​​forældreindividers genetiske materiale under krydsbefrugtning (eksogami), har de fleste arter i løbet af evolutionen udviklet forskellige former for hermafroditisme, der forhindrer selvbefrugtning (autogami), men , i mange alger, svampe og blomstrende planter , og i dyreverdenen - blandt helminths (snylteorme) er selvbefrugtning ret almindelig.

Der er også følgende typer hermafroditisme:

Planters køn

Planter er karakteriseret ved både seksuel og aseksuel (vegetativ eller sporulation) reproduktion. Når man beskriver den seksuelle reproduktion af højere planter, bruges ofte termerne monoecious og dioecious. Hos enplanter dannes spermatozoer og æg (for højere planter, i de fleste tilfælde karakteristisk oogami) på den samme plante, i tofamilien, på forskellige planter. Begreberne "monoeciousness" og "dioeciousness" hænger ikke helt præcist sammen med begreberne "hermafroditisme" og "dioeciousness" hos dyr. For eksempel kan alle blomstrende planter opdeles i planter med tvekønnede blomster (blomster, der har både støvdragere og stamper) og planter med enkønnede blomster (kun støvdragere eller kun støvdragere). Samtidig kan planter med blomster af samme køn være eneboende (der er både staminat- og pistillatblomster på samme plante) og toebolige ( udholdende blomster er på den ene plante, og pistillatblomster på den anden ) [7] .

Heterogametisk og homogametisk sex

Heterogametisk køn  er et genetisk bestemt køn, svarende til tilstedeværelsen i kroppens celler af to forskellige kønskromosomer eller et, i en dobbelt dosis, hvilket fører til dannelsen af ​​et alternativt køn. Individer af det heterogametiske køn giver to grupper af kønsceller (alt efter indholdet af forskellige kønskromosomer).

Hos heterogametiske handyr bruges bogstaverne X og Y til at repræsentere kønskromosomer . Individer, der normalt bærer et par X- og Y -kønskromosomer eller et X -kromosom , er mænd , og de, der bærer to X -kromosomer  , er kvinder . Denne gruppe omfatter pattedyr , de fleste insektarter og mange andre grupper.

Hvis det heterogametiske køn er kvindeligt, bruges andre betegnelser for kønskromosomer - Z og W. Personer med ZZ genotypen  er mænd; ZW  - hunner. Det heterogametiske kvindekøn er karakteristisk for Lepidoptera- insekter, krybdyr og fugle .

Det heterogametiske kvindekøn forekommer i et meget mindre antal grupper af organismer end det heterogametiske hankøn. Nogle arter har begge mekanismer til at bestemme køn, især for en af ​​arterne af sværdfisk (slægten Xiphophorus ), er kønskromosomer W , X , Y og Z markeret .

I nogle tilfælde går Y- eller W -kromosomet tabt under evolutionen. Derefter er sættene af kromosomer i det heterogametiske køn betegnet som henholdsvis X 0 eller Z 0.

På grund af det faktum, at naturlige populationer indeholder mutationer i en homozygot (eller hemizygot ) tilstand, der reducerer levedygtigheden, har individer med et heterogametisk køn ofte nedsat kondition.

Homogametisk køn ,  hosindivider, hvorafsamme kønsceller dannes under meiose , som bærer de samme kønskromosomer [8] . For eksempel hos mennesker indeholder en kvindes æg (XX) ét X-kromosom , i modsætning til mandlige kønsceller - spermatozoer , som kan indeholde både et X- og et Y-kromosom ( heterogametisk køn ).

Hos de fleste insekter, pattedyr, inklusive mennesker , er det homogametiske køn hunkøn (XX). Hos fugle , krybdyr og sommerfugle er det homogametiske køn tværtimod hankøn (ZZ) [9] .

Kønsforhold

Kønsforholdet  er forholdet mellem antallet af hanner og antallet af hunner i en tvebospopulation .

Kønsforholdet er sammen med seksuel dimorfisme et vigtigt kendetegn ved en tveboerbefolkning. Det udtrykkes normalt som antallet af hanner pr. 100 hunner, andelen af ​​hanner eller som en procentdel. Afhængigt af stadiet af ontogenese er der primære , sekundære og tertiære kønsforhold. Primær er kønsforholdet i zygoter efter befrugtning; sekundær - kønsforholdet ved fødslen, og endelig tertiært - forholdet mellem de modne køn, der er i stand til at reproducere individer af befolkningen.

Kønsbestemmelse

Kønsbestemmelse eller kønsbestemmelse  er en biologisk proces, hvorunder en organismes seksuelle karakteristika udvikles. De fleste organismer har to køn. Nogle gange er der også hermafroditter , der kombinerer karakteristika for begge køn. Nogle arter har kun ét køn og er hunner , der formerer sig uden befrugtning ved parthenogenese , hvor kun hunner også fødes.

Seksuel reproduktion og manifestationen af ​​seksuel dimorfi er udbredt i forskellige taksonomiske grupper. Mekanismerne for kønsbestemmelse er karakteriseret ved stor diversitet, hvilket indikerer gentagelsen og uafhængigheden af ​​forekomsten af ​​køn i forskellige taxa [10] . I mange tilfælde er køn bestemt genetisk. Genetisk kønsbestemmelse er den mest almindelige måde at bestemme køn på hos dyr og planter , mens køn kan bestemmes af en række alleler af et eller flere autosomale gener, eller kønsbestemmelse kan ske ved brug af kønskromosomer med kønsbestemmende gener (se Kromosomalt køn beslutsomhed ) [10] . Ved kromosomal kønsbestemmelse er sættet af kønskromosomer hos mænd og kvinder som regel forskelligt på grund af deres heteromorfi, og køn bestemmes af kombinationer af kønskromosomer: XY, ZW , X0, Z0. I andre tilfælde bestemmes køn af miljøfaktorer . For eksempel hos alle krokodiller , nogle firben , skildpadder , fisk og tuatara , afhænger køn af den temperatur, hvor individet udviklede sig. Myrer , bier , hvepse og nogle andre insekter har en anden mekanisme: køn afhænger af antallet af kromosomsæt . Haploide hanner udvikler sig fra ubefrugtede æg, mens diploide hunner udvikler sig fra befrugtede [11] . Nogle arter har ikke et fast køn og kan ændre det under påvirkning af ydre stimuli. Detaljerne i nogle af kønsbestemmelsesmekanismerne er endnu ikke fuldt ud forstået.

Det er nødvendigt at skelne kønsbestemmelse fra kønsdifferentiering. Efter kønsbestemmelse ved en af ​​de mekanismer, der er nævnt ovenfor, starter seksuel differentiering. Denne lancering udføres som regel af hovedgenet - sex locus , hvorefter resten af ​​generne inkluderes i processen ved en kaskademekanisme.

Noter

  1. [1] Arkiveret 20. maj 2016 på Wayback Machine T. Motomura et al. Cytoplasmatisk nedarvning af organeller i brunalger. J Plant Res, 2010
  2. [2] Arkiveret 28. maj 2016 på Wayback Machine RB Stelkens , C Wedekind. Miljømæssig kønsvending, trojanske kønsgener og kønsratiojustering: forhold og befolkningskonsekvenser.Mol Ecol, 2010
  3. Darwin C. (1953) Menneskets oprindelse og PHOOOOOOOOOOOOOOL udvælgelse. Soch., 5, M.-L.
  4. Wallace L. (1911) Darwinisme. M.
  5. Flanders SE (1946) Kontrol af køn og kønsbegrænset polymorfi i Hymenoptera.—Quart. Rev. Biol. 21 nr. 2, s. 135-143.
  6. Deryagin G. B. Kriminel sexologi. Et forelæsningsforløb for juridiske fakulteter. M., 2008. - S. 62 . ISBN 978-5-93004-274-0 .
  7. Eneboende planter - artikel fra Great Soviet Encyclopedia
  8. Ordbog over veterinære histologiske termer . Hentet 16. juni 2013. Arkiveret fra originalen 25. maj 2012.
  9. Pobiology.rf: homogametisk sex . Hentet 3. april 2022. Arkiveret fra originalen 10. september 2019.
  10. 1 2 Aslanyan, Soldatova, 2010 , s. 23-26.
  11. Koryakov, Zhimulev, 2009 , s. 122-125.

Litteratur

Links