Варианты определения пола
Определение пола обычно связывают с наличием одной пары хромосом, по которой отличается женский пол от мужского. Напомним, что такие хромосомы называют половыми.
Основные способы определения пола у раздельнополых организмов:
1. У коловраток, тлей, первичных кольчецов определение пола происходит еще до оплодотворения в процессе созревания яйцеклеток. У этих организмов развиваются два сорта яйцеклеток: крупные и мелкие. В дальнейшем из крупных яйцеклеток появляются самки, а из мелких - самцы. Такое определение пола называют прогамным (т. е. перед оплодотворением до слияния гамет).
2. У морского червя Bonellia viridis и некоторых других организмов определение пола происходит после оплодотворения. Его самки значительно крупнее, с раздвоенным хоботком ведут сидячий образ жизни, самцы - микроскопические. У этого червя из яиц в процессе онтогенеза выходят личинки, которые через некоторое время в зависимости от того, в какие условия попадут, превращаются или в самок, или в самцов. Если личинка попадает на хоботок самки, то она превращается в самца, если прикрепляется к субстрату (опоре) - то в самку. Подобный тип определения пола называют эпигамным (после оплодотворения, т. е. после слияния гамет).
3. У большинства живых организмов, которым присуще половое размножение, наблюдается сингамный тип определения пола (т. е. в момент оплодотворения).
Это - генетическое определение пола, так как зависит от баланса хромосом. Довольно часто его называют хромосомным определением пола.
4. У ряда многоклеточных животных определение пола происходит вне связи с оплодотворением. Яйца или яйцеклетки развиваются без оплодотворения. Примером могут служить дафнии - мелкие ракообразные. Партеногенетически размножающиеся самки дафний (т. е. без оплодотворения) в нормальных условиях производят, как правило, себе подобных потомков женского пола. При ухудшении условий существования (понижение температуры, уменьшение количества солнечных лучей, нехватка пищи и др.) из обычных партеногенетических яиц могут развиваться не только самки, но и самцы.
Хромосомное определение пола
Изучение большого числа новорожденных особей показало, что у многих организмов соотношение между особями мужского и женского пола всегда примерно равно, т. е. расщепление по признаку пола происходит в отношении 1: 1
От чего же зависит появление мужских и женских особей?
Поскольку у большинства живых организмов пол чаще определяется в момент оплодотворения, то важнейшая роль в генетическом определении пола принадлежит хромосомному набору зиготы.
Так, например, хромосомный набор человека (кариотип) содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского оргнизмов, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола. Напомним, что хромосомы, одинаковые у обоих полов, называют аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличается друг от друга, называют половыми, или гетерохромосомами.
Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют X-хромосомы. Диплоидные (соматические) клетки женского организма содержат две X-хромосомы и в процессе оогенеза образуют яйцеклетки, имеющие по одной X-хромосоме. Пол, образующий гаметы, одинаковые по половой хромосоме, называют гомогаметным и обозначают XX. У мужчин в диплоидных клетках имеется одна X-хромосома и одна Y-хромосома. При сперматогенезе получаются гаметы двух сортов: половина несет X-хромосому, половина - Y-хромосому. Пол, готорый формируют гаметы, неодинаковые по половой хромосоме, называют гетерогаметным и обозначают XY. Таким образом, у человека хромосомный набор выглядит так:
женщины - 2 × 22 + XX,
мужчины - 2 × 22 + XY,
где 2 × 22 - это 22 пары аутосом, а XX и XY - это гетерохромосомы, или половые хромосомы.
В настоящее время изучены пять типов генетического определения пола.
У человека, мухи-дрозофилы и ряда других организмов гомогаметен женский пол, у бабочек, пресмыкающихся, птиц - мужской, но у этих групп X-хромосома названа Z-хромосомой, а Y-хромосома - W-хромосомой; и, наконец, у перепончатокрылых (пчелы, осы, наездники) самцы развиваются из неоплодотворенных яиц (партеногенетически) и имеют гаплоидный набор хромосом - n, а самки из оплодотворенных яиц имеют диплоидный набор хромосом - 2n. Хотя нужно указать, что в соматических клетках в процессе онтогенеза число хромосом у самцов удваивается, но гонады (половые железы) продуцируют гаплоидные гаметы.
У человека гетерогаметным является мужской пол, а гомогаметным - женский. В соматической клетке мужчины разные половые хромосомы (XY). В соматической клетке женщины одинаковые половые хромосомы (XX). При мейозе в каждый образующийся сперматозоид попадает либо одна X-, либо одна Y-хромосома, т. е. образуются каметы двух типов. В каждую яйцеклетку попадает по одной X-хромосоме (кроме одного набора аутосом), т. е. образуются гаметы одного типа.
Расщепление по признаку пола в соотношении 1 : 1 наблюдается именно потому, что гаметы с X- и Y-хромосомой образуются у мужчин в равных количествах.