Penentuan jenis kelamin sistem dan karakteristiknya



itu penentuan jenis kelamin itu dikendalikan oleh serangkaian mekanisme yang sangat bervariasi di antara taksa, yang membentuk karakteristik seksual individu. Sistem ini dapat bersifat intrinsik bagi individu - yaitu genetik - atau dikendalikan oleh faktor lingkungan yang mengelilingi individu selama tahap awal kehidupan mereka..

Dalam penentuan intrinsik, ahli biologi telah mengklasifikasikan sistem ini menjadi tiga kategori utama: gen individu, sistem haplodiploid atau kromosom khusus atau seksual. Kasus terakhir adalah kasus kita, mamalia, burung, dan beberapa serangga.

Dengan cara yang sama, kondisi lingkungan juga mempengaruhi penentuan jenis kelamin. Fenomena ini telah dipelajari di beberapa reptil dan amfibi, yang sangat dipengaruhi oleh suhu. Sistem penentuan ini dikenal sebagai cryptic.

Indeks

  • 1 Jenis sistem penentuan jenis kelamin
    • 1.1 Gen individu
    • 1.2 Sistem Haplodiploid
    • 1.3 Kromosom khusus
    • 1.4 Penentuan samar
    • 1.5 Infeksi oleh mikroorganisme
  • 2 Proporsi jenis kelamin
    • 2.1 Hipotesis Fisher
    • 2.2 Hipotesis Trivers dan Willard
  • 3 Perspektif evolusi dan pertanyaan masa depan
  • 4 Referensi

Jenis sistem penentuan jenis kelamin

Seks, dipahami sebagai campuran genom melalui meiosis dan fusi gamet, adalah peristiwa yang hampir universal dalam kehidupan eukariota.

Salah satu konsekuensi paling penting dari reproduksi seksual adalah memasangkan alel yang berbeda, yang dibawa oleh individu yang berbeda, ke dalam variasi genetik yang bermanfaat.

Pada sebagian besar organisme eukariotik, penentuan jenis kelamin adalah peristiwa yang terjadi pada saat pembuahan. Fenomena ini dapat terjadi melalui tiga sistem yang berbeda: gen individu, sistem haplodiploid atau kromosom khusus.

Selain itu, kami memiliki penentuan karakteristik seksual yang dimediasi oleh faktor lingkungan, seperti suhu. Ini terjadi pada katak, kura-kura dan buaya, di mana suhu inkubasi tampaknya menentukan jenis kelamin.

Selanjutnya kita akan menggambarkan masing-masing sistem, dan kita akan menggunakan contoh yang diambil dari kerajaan hewan dan tumbuhan:

Gen individu

Pada organisme di mana seks ditentukan oleh gen individu, tidak ada kromosom seks. Dalam kasus ini, seks tergantung pada serangkaian alel yang terletak pada kromosom tertentu.

Dengan kata lain, seks ditentukan oleh gen (atau beberapa di antaranya) dan bukan oleh kehadiran kromosom lengkap.

Vertebrata yang berbeda seperti ikan, amfibi dan beberapa reptil memiliki sistem ini. Ini juga telah dilaporkan pada tanaman.

Alel yang terlibat dalam fenomena ini memiliki sistem dominasi yang dikenal luas yang ada untuk karakter autosom. Pada tanaman, alel yang menentukan maskulinitas, hermafroditisme, dan karakter wanita dari individu telah diselingi..

Sistem Haplodiploid

Sistem haplodiploid menentukan jenis kelamin tergantung pada kondisi haploid atau diploid individu. Kita manusia adalah diploid - laki-laki dan perempuan. Namun, kondisi ini tidak dapat diekstrapolasi untuk semua kelompok hewan.

Sistem haplodiploid cukup umum di Hymenoptera (lebah, semut, dan sejenisnya), Homoptera (cochineals dan chickras) dan di Coleoptera (kumbang).

Contoh klasiknya adalah lebah dan tekad seks di koloni. Struktur sosial lebah sangat kompleks, seperti juga perilaku eusosialnya, memiliki basis dalam sistem genetika yang menentukan jenis kelamin mereka..

Lebah kekurangan kromosom seks. Betina adalah diploid (2n) dan pejantan haploid (n), disebut drone. Oleh karena itu, perkembangan betina datang dengan pembuahan sel telur, sedangkan ovula yang tidak dibuahi berkembang pada jantan. Artinya, yang terakhir tidak punya ayah.

Pada wanita, pembagian antara pekerja dan ratu tidak ditentukan secara genetik. Hirarki ini ditentukan oleh pemberian makan individu pada tahap awal hidupnya.

Kromosom khusus

Kasus kromosom khusus atau kromosom seks adalah yang paling dekat hubungannya dengan kita. Ini hadir di semua mamalia, semua burung dan banyak serangga, menjadi bentuk umum dalam organisme dengan fenotipe seksual yang berbeda.

Pada tanaman, meskipun sangat jarang, beberapa spesies diosesan yang memiliki kromosom seks telah ditunjukkan..

Sistem ini memiliki varian yang berbeda. Di antara yang paling umum dan paling sederhana kami menemukan sistem: XX-X0 dan XX-XY, di mana seks heterogami adalah laki-laki, dan ZZ-ZW, di mana seks heterogami adalah perempuan.

Sistem pertama, XX dan X0, umum pada serangga ordo Orthoptera dan Hemiptera. Dalam kasus ini, pria memiliki kromosom seks tunggal.

Sistem XX dan XY hadir pada mamalia, pada banyak serangga ordo Diptera dan dalam jumlah tanaman yang sangat terbatas, seperti Cannabis sativa. Dalam sistem ini, seks ditentukan oleh gamet pria. Jika yang terakhir memiliki kromosom X, keturunannya sesuai dengan betina, sedangkan gamet Y akan memunculkan seorang jantan.

Sistem terakhir, ZZ dan ZW, ada pada semua burung dan beberapa serangga dari ordo Lepidoptera

Penentuan samar

Dalam taksa tertentu, rangsangan lingkungan yang berbeda, pada tahap awal kehidupan individu, memiliki peran penting dalam menentukan jenis kelamin. Dalam kasus-kasus ini, penentuan dari sudut pandang genetika belum sepenuhnya dijelaskan, dan seks tampaknya bergantung sepenuhnya pada lingkungan..

Dalam penyu laut, misalnya, variasi dalam tambahan 1 ° C, mengubah seluruh populasi jantan menjadi populasi yang hanya terdiri dari betina.

Pada buaya, telah ditemukan bahwa inkubasi yang lebih rendah pada 32 ° C menghasilkan populasi wanita dan suhu lebih tinggi dari 34 ° C menghasilkan populasi pria. Dalam kisaran 32 hingga 34, proporsi antar jenis kelamin bervariasi.

Selain suhu, pengaruh variabel lingkungan lainnya telah ditunjukkan. Dalam spesies annelid, Bonellia viridis, seks ditentukan dalam kondisi larva. Larva yang berenang bebas di air, berkembang sebagai jantan.

Sebaliknya, larva yang berkembang di dekat betina dewasa diubah menjadi jantan, oleh hormon-hormon tertentu yang dikeluarkannya..

Infeksi oleh mikroorganisme

Akhirnya, kita akan membahas kasus khusus tentang bagaimana keberadaan bakteri mampu mendefinisikan jenis kelamin suatu populasi. Ini adalah kasus bakteri terkenal yang termasuk dalam genus Wolbachia.

Wolbachia adalah simbion intraseluler, yang mampu menginfeksi berbagai spesies arthropoda dan juga beberapa nematoda. Bakteri ini ditransmisikan secara vertikal, dari betina ke keturunannya di masa depan, oleh telur - meskipun transfer horizontal juga telah didokumentasikan.

Mengenai penentuan jenis kelamin pada organisme yang mendiami, Wolbachia memiliki efek yang sangat relevan.

Ia mampu membunuh jantan dari populasi, di mana jantan yang terinfeksi mati selama tahap pertama kehidupan mereka; feminisasi populasi, di mana jantan berkembang menjadi betina; dan akhirnya, ia mampu menghasilkan populasi partenogenetik.

Semua fenotip yang disebutkan ini, yang melibatkan distorsi proporsi jenis kelamin dengan bias yang jelas terhadap perempuan, terjadi untuk mendukung penularan bakteri ke generasi berikutnya..

Berkat host yang luas, Wolbachia telah memainkan peran penting dalam evolusi sistem penentuan jenis kelamin dan strategi reproduksi arthropoda.

Proporsi jenis kelamin

Properti mendasar dari sistem penentuan jenis kelamin sesuai dengan pemahaman proporsi jenis kelamin atau rasio jenis kelamin. Beberapa teori dan hipotesis telah diajukan:

Hipotesis Fisher

Ronald Fisher, ahli biologi dan ahli statistik Inggris yang terkenal, pada tahun 1930 mengajukan sebuah teori untuk menjelaskan mengapa populasi mempertahankan rasio 50:50 antara pria dan wanita. Secara wajar, ia juga menjelaskan mengapa mekanisme yang mengalihkan proporsi yang sama ini dipilih.

Secara berurutan, adalah mungkin untuk menunjukkan bahwa rasio jenis kelamin yang adil atau seimbang merupakan strategi yang stabil, dari sudut pandang evolusi.

Memang benar bahwa hasil Fisher tidak berlaku dalam keadaan tertentu, tetapi hipotesisnya tampaknya cukup umum sehingga mekanisme penentuan jenis kelamin harus dipilih sesuai dengan prinsip-prinsip mereka..

Hipotesis Trivers dan Willard

Selanjutnya, pada tahun 1973, para penulis ini mencatat bahwa rasio jenis kelamin tergantung pada banyak faktor lain - terutama keadaan fisiologis wanita - yang tidak diperhitungkan dalam penjelasan Fisher..

Argumen ini didasarkan pada premis berikut: ketika seorang wanita secara fisiologis "sehat", ia harus menghasilkan pejantan, karena anak-anak kecil ini akan memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan bereproduksi..

Dengan cara yang sama, ketika wanita tidak dalam kondisi fisiologis yang optimal, strategi terbaik adalah produksi wanita lain.

Di alam, perempuan yang lemah cenderung untuk bereproduksi, meskipun kondisi fisiologis mereka "rendah diri". Berbeda dengan laki-laki yang lemah, di mana probabilitas reproduksi sangat rendah.

Proposal ini telah diuji dalam berbagai sistem biologis, seperti tikus, rusa, anjing laut, dan bahkan dalam populasi manusia.

Perspektif evolusi dan pertanyaan masa depan

Dalam terang evolusi, keragaman mekanisme yang menentukan jenis kelamin menghasilkan pertanyaan-pertanyaan tertentu, di antaranya: mengapa kita melihat variasi ini ?, bagaimana variasi ini muncul?, Dan akhirnya, mengapa perubahan ini terjadi??

Selain itu, juga muncul dari pertanyaan apakah mekanisme tertentu memberi individu keunggulan tertentu daripada yang lain. Yaitu, jika ada mekanisme tertentu yang disukai secara selektif.

Referensi

  1. Asgharian, H., Chang, P.L., Mazzoglio, P.J., & Negri, I. (2014). Wolbachia tidak semua tentang seks: Wolbachia jantan-feminisasi mengubah wereng Zyginidia pullula transkriptome dengan cara yang bebas-seks. Perbatasan dalam mikrobiologi, 5, 430.
  2. Bachtrog, D., Mank, JE, Peichel, CL, Kirkpatrick, M., Otto, SP, Ashman, TL, Hahn, MW, Kitano, J., Mayrose, I., Ming, R., Perrin, N., Ross, L., Valenzuela, N., Vamosi, JC, Konsorsium Pohon Seks (2014). Penentuan jenis kelamin: mengapa begitu banyak cara melakukannya?. PLoS biologi, 12(7), e1001899.
  3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Manual genetika. Volume 1. Universitas Nasional Río Cuarto.
  4. Leopold, B. (2018).Teori Ekologi Populasi Satwa Liar. Waveland press inc.
  5. Pierce, B. A. (2009). Genetika: Suatu pendekatan konseptual. Ed. Panamericana Medical.
  6. Wolpert, L. (2009). Prinsip pengembangan. Ed. Panamericana Medical.