Sukupuolen määräytyminen
Sukupuolen määritys on kehitysprosessi, jonka avulla yksilön sukupuoli määräytyy. Sukupuoli on lisääntymismenetelmä, joka on laajalti levinnyt elävien olentojen keskuudessa. Se edellyttää kahta samaa lajia olevaa yksilöä.
Yleensä sukupuolet ovat erillään. Sukupuoli voidaan määrittää kahdella tavalla:
- Geneettisesti eli geenien ja kromosomien avulla eliö perii vanhemmiltaan.
- Ympäristö, jokin ulkopuolinen tekijä, joka laukaisee kehityksen.
Jos molemmat sukupuolet esiintyvät samalla yksilöllä, kyseinen yksilö on hermafrodiitti. Hermafrodiittisia järjestelmiä esiintyy joillakin eläimillä, esimerkiksi etanoilla, ja useimmilla kukkivilla kasveilla.
Ympäristön määräytyminen
Monien lajien sukupuoli määräytyy kehityksen aikana koettujen ympäristötekijöiden perusteella. Monilla matelijoilla sukupuoli määräytyy lämpötilasta riippuen. Lämpötila, jonka alkiot kokevat kehityksensä aikana, määrittää eliön sukupuolen. Esimerkiksi joillakin kilpikonnilla urokset syntyvät alhaisemmissa haudontalämpötiloissa kuin naaraat; tämä ero kriittisissä lämpötiloissa voi olla vain 1-2 °C.
Monet kalat vaihtavat sukupuolta elämänsä aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan peräkkäiseksi hermafroditismiksi. Pellekaloissa pienemmät kalat ovat uroksia, ja ryhmän hallitsevasta ja suurimmasta kalasta tulee naaras. Monissa kaloissa on päinvastoin - useimmat kalat ovat naaraita syntyessään ja muuttuvat uroksiksi, kun ne saavuttavat tietyn koon. Sekventiaaliset hermafrodiitit voivat tuottaa molempia sukusoluja koko elämänsä ajan, mutta ne ovat aina joko naaraita tai uroksia.
Joillakin saniaisilla oletussukupuoli on hermafrodiitti, mutta saniaiset, jotka kasvavat maaperässä, jossa on aiemmin elänyt hermafrodiitteja, kehittyvät jäljellä olevien hormonien vaikutuksesta uroksiksi.
Pellekalat ovat aluksi uroksia; ryhmän suurimmasta kalasta tulee naaras.
Geneettinen määritys
Tavallisin tapa määrittää sukupuoli on geenien perusteella. Näin eliön sukupuoli määräytyy sen saaman perimän perusteella. Sukupuolikehitykseen vaikuttavat alleelit voivat olla samassa kromosomissa, mutta eivät välttämättä samassa kromosomissa. Jos ne ovat, kyseistä kromosomia kutsutaan sukupuolikromosomiksi, ja sen geenejä kutsutaan "sukupuoleen sidotuiksi". Sukupuoli määräytyy joko sen perusteella, että sukupuolikromosomi on olemassa (joka voi puuttua), tai niiden lukumäärän perusteella. Koska geneettinen sukupuolen määräytyminen määräytyy kromosomien yhteensopivuuden perusteella, uros- ja naaraspuolisia jälkeläisiä on yleensä yhtä monta.
Erilaiset geneettiset järjestelmät
Ihmisillä ja muilla nisäkkäillä on XY-sukupuolen määritysjärjestelmä: Y-kromosomi kantaa tekijöitä, jotka ovat vastuussa uroksen kehityksestä. Jos Y-kromosomia ei ole, oletussukupuoli on naaras. XX-nisäkkäät ovat naaraita ja XY-nisäkkäät uroksia. XY-sukupuolen määräytymistä esiintyy myös muissa eliöissä, kuten tavallisessa hedelmäkärpäsessä ja joissakin kasveissa. Joissakin tapauksissa, kuten hedelmäkärpäsellä, sukupuoli määräytyy X-kromosomien lukumäärän eikä Y-kromosomin olemassaolon perusteella.
Lintujen järjestelmä toimii päinvastoin: Sitä kutsutaan ZW-sukupuolen määritysjärjestelmäksi. W-kromosomissa on tekijöitä, jotka vaikuttavat naaraiden kehitykseen. Oletusarvoisesti (jos kromosomi puuttuu) organismi on uros., Tässä tapauksessa ZZ-yksilöt ovat uroksia ja ZW-yksilöt naaraita. Suurimmalla osalla perhosista ja koiperhosista on myös ZW-sukupuolen määritysjärjestelmä. Sekä XY- että ZW-sukupuolen määritysjärjestelmissä kriittisiä tekijöitä kantava sukupuolikromosomi on usein huomattavasti pienempi, sillä se sisältää vain vähän enemmän kuin ne geenit, joita tarvitaan tietyn sukupuolen kehityksen käynnistämiseen.
Monet hyönteiset käyttävät sukupuolikromosomien lukumäärään perustuvaa sukupuolen määritysjärjestelmää. Tätä kutsutaan XX/XO-sukupuolen määritykseksi - O tarkoittaa sukupuolikromosomin puuttumista. Kaikki muut kromosomit näissä organismeissa ovat diploideja, mutta organismit voivat periä yhden tai kaksi X-kromosomia. Esimerkiksi sirkat, joilla on yksi X-kromosomi, kehittyvät uroksiksi, kun taas hyönteiset, joilla on kaksi, kehittyvät naaraiksi. C. elegans -matodissa useimmat madot ovat itsestään hedelmöittyviä XX-sermafrodiitteja, mutta toisinaan kromosomien periytymisen poikkeavuudet synnyttävät säännöllisesti yksilöitä, joilla on vain yksi X-kromosomi - nämä XO-yksilöt ovat hedelmällisiä uroksia (ja puolet niiden jälkeläisistä on uroksia).
Muut hyönteiset, kuten mehiläiset ja muurahaiset, käyttävät haploidi-diploidi-sukupuolen määritysjärjestelmää. Tällöin diploidiset yksilöt ovat yleensä naaraita ja haploidiset yksilöt (jotka kehittyvät hedelmöittymättömistä munista) ovat uroksia. Tämä sukupuolenmääritysjärjestelmä johtaa erittäin vääristyneeseen sukupuolisuhteeseen, koska jälkeläisten sukupuoli määräytyy hedelmöityksen eikä kromosomien lajittelun perusteella meioosin aikana.
Poikkeavuudet
Joskus organismilla on sekä urosten että naaraiden ulkonäkö. Tällöin kyseessä on intersukupuolisuus, ja se on harvinaista. Vaikka tällaisia organismeja voidaan kutsua hermafrodiiteiksi, tämä ei ole oikein, koska intersukupuolisilla yksilöillä joko uros- tai naaraspuoli on steriili.
Kuten ihmisillä ja muilla nisäkkäillä, hedelmäkärpäsellä on XY-sukupuolen määritysjärjestelmä.
