- Tipus de sistemes de determinació de l'sexe
- gens individuals
- sistema haplodiploide
- cromosomes especials
- determinació críptica
- Infecció per microorganismes
- Proporció dels sexes
- Hipòtesi de Fisher
- Hipòtesi de Trivers i Willard
- Perspectiva evolutiva i futures interrogants
- referències
La determinació de el sexe està controlada per una sèrie de mecanismes molt variats entre les taxa, que estableixen les característiques sexuals de l'individu. Aquests sistemes poden ser intrínsecs de l'individus - és a dir, genètics - o bé estar controlat pels factors ambientals que envolten a l'individu durant les primeres etapes de la seva vida.
En la determinació intrínseca, els biòlegs han classificat aquests sistemes en trescategorías principals: gens individuals, sistema haplodiploide o cromosomes especials o sexuals. Aquest últim cas és el de nosaltres, els mamífers, aus i alguns insectes.
Font: pixabay.com
De la mateixa manera, les condicions ambientals també influeixen en la determinació de l'sexe. Aquest fenomen ha estat estudiat en alguns rèptils i amfibis, que són particularment influenciats per la temperatura. Aquest sistema de determinació es coneix com críptic.
Tipus de sistemes de determinació de l'sexe
El sexe, entès com la barreja dels genomes via meiosi i fusió dels gàmetes, és un esdeveniment virtualment universal en la vida dels eucariotes.
Una de les conseqüències més importants de la reproducció sexual és acoblar diferents al·lels, portats per diferents individus, en una variació genètica beneficiosa.
En la majoria dels organismes eucariotes, la determinació de l'sexe és un esdeveniment que ocorre a el moment de la fecundació. Aquest fenomen pot ocórrer per tres sistemes diferents: gens individuals, sistema haplodiploide o cromosomes especials.
Així mateix, tenim la determinació de les característiques sexuals mediada per factors ambientals, com la temperatura. Això passa en granotes, tortugues i aligátorés, on la temperatura de incubacions semblés determinar el sexe.
A continuació descriurem cada sistema, i farem servir exemples presos de el regne animal i vegetal:
gens individuals
En els organismes on el sexe està determinat per gens individuals, no existeixen els cromosomes sexuals. En aquests casos, el sexe depèn d'una sèrie d'al·lels situats en cromosomes específics.
En altres paraules, el sexe ve determinat per un gen (o per diversos d'aquests) i no per la presència d'un cromosoma complet.
Diferents vertebrats, com peixos, amfibis i alguns rèptils compten amb aquest sistema. També s'ha reportat en plantes.
Els al·lels que participen en aquest fenomen, tenen el sistema de dominància àmpliament conegut que existeix per als caràcters autosòmics. En plantes, s'han aconseguit puntualitzar els al·lels que determinen la masculinitat, l'hermafroditisme i el caràcter femení de l'individu.
sistema haplodiploide
El sistema haplodiploide és comú a les abelles
Els sistemes haplodiploides determinen el sexe depenent de la condició haploide o diploide de l'individu. Nosaltres, els humans, som diploides - tant els mascles, com les femelles. No obstant això, aquesta condició no és extrapolable a tots els grups animals.
El sistema haplodiploide és bastant comú en els Himenòpters (abelles, formigues, i similars), Homópteros (cotxinilles i chicarras) i en els Coleòpters (escarabats).
L'exemple clàssic és el de les abelles i la determinació de l'sexe en les colònies. L'estructura social de les abelles és extremadament complexa, a l'igual que els seus comportaments eusocials, tenint les seves bases al sistema genètic que decideix el seu sexe.
Les abelles no tenen cromosomes sexuals. Les femelles són diploides (2n) i els mascles haploides (n), anomenats abellots. Per això, el desenvolupament de les femelles ve per la fecundació dels ous, mentre que els òvuls no fecundats es desenvolupen en mascles. És a dir, aquests últims no tenen pare.
En les femelles, la divisió entre les obreres i la reina, no ve determinat genèticament. Aquesta jerarquia es determina per l'alimentació de l'individu en etapes primerenques de la seva vida.
cromosomes especials
El cas dels cromosomes especials o cromosomes sexuals és amb el que estem més relacionats. Està present en tots els mamífers, totes les aus i molts insectes, sent una forma comuna en organismes amb diferents fenotips sexuals.
En les plantes, encara que és molt poc freqüent, s'han aconseguit puntualitzar algunes espècies diocas que tenen cromosomes sexuals.
Aquest sistema té diferents variants. Entre les més comunes i simples trobem els sistemes: XX-X0 i XX-XY, on el sexe heterogamètic és el mascle, i el ZZ-ZW, on el sexe heterogamètic és la femella.
El primer sistema, XX i X0, és comú en els insectes de l'ordre Orthoptera i Hemiptera. En aquests casos, el mascle compta amb un sol cromosoma sexual.
El sistema XX i XY està present en mamífers, en molts insectes de l'ordre Diptera i en un nombre molt restringit de plantes, com Cannabis sativa. En aquest sistema, el sexe el determina el gàmeta masculí. Si aquest últim posseeix el cromosoma X, la descendència correspon a una femella, mentre que el gàmeta I donarà origen a un mascle.
L'últim sistema, ZZ i ZW, està present en totes les aus i en alguns insectes de l'ordre Lepidoptera
determinació críptica
En certes taxa, els diferents estímuls ambientals, en les primeres etapes de la vida dels individus, tenen un paper crucial en la determinació de l'sexe. En aquests casos, la determinació des del punt de vista genètic no ha estat completament dilucidada, i el sexe semblés dependre completament de l'ambient.
En les tortugues marines, per exemple, una variació en un 1 ° C extra, converteix tota una població de mascles en una població constituïda exclusivament per femelles.
En els aligátorés, s'ha trobat que una incubació menor als 32 ° C produeix una població de femelles i temperatures majors als 34 ° C es tradueixen en una població de mascles. En l'interval de 32 a 34, les proporcions entre els sexes són variables.
A més de la temperatura, s'ha demostrat la influència d'altres variables ambientals. En una espècie de anèl·lid, Bonellia viridis, el sexe es determina en el seu estat larvari. Les larves que neden lliurement en l'aigua, es desenvolupen com a mascles.
En contrast, les larves que es desenvolupen a prop de les femelles madures es transformen en mascles, per certes hormones que aquestes secreten.
Infecció per microorganismes
Finalment, discutirem el cas especial de com la presència d'un bacteri és capaç de definir el sexe d'una població. Aquest és el cas de la famosa bacteri que pertany a l'gènere Wolbachia.
Wolbachia és un simbiont intracel·lular, capaç d'infectar un ampli rang d'espècies d'artròpodes i també alguns nematodes. Aquest bacteri es transmet de manera vertical, des de les femelles a la seva futura descendència, pels ous - encara que també ha estat documentada la transferència horitzontal.
Pel que fa a la determinació de l'sexe en els organismes que habita, Wolbachia té efectes summament rellevants.
És capaç de matar els mascles de la població, on els mascles infectats moren durant les primeres etapes de la seva vida; feminitza a la població, on els mascles en desenvolupament esdevenen femelles; i finalment, és capaç de produir poblacions partenogenéticas.
Tots aquests fenotips esmentats, que involucren la distorsió de la proporció de sexes amb un biaix marcat cap a les femelles, ocorren per afavorir la transmissió del bacteri a la propera generació.
Gràcies al seu ampli rang de hostes, Wolbachia ha tingut un paper crucial en l'evolució dels sistemes de determinació de el sexe i de les estratègies reproductives dels artròpodes.
Proporció dels sexes
Rajada de llops.
Una propietat fonamental dels sistemes de determinació de sexe, correspon a entendre la proporció dels sexes o sex ràtio. Diverses teories i hipòtesis han estat proposades:
Hipòtesi de Fisher
Ronald Fisher, un aclamat biòleg i estadístic britànic, va proposar l'any 1930 una teoria per explicar per què les poblacions mantenen una relació 50:50 de mascles i femelles. Raonablement, també va explicar per què els mecanismes que desvien aquesta proporció igualitària són seleccionats en contra.
Consecutivament, es va aconseguir demostrar que una proporció de sexes justa o equilibrada constitueix una estratègia estable, des del punt de vista evolutiu.
És cert que els resultats de Fisher no s'apliquen en certes circumstàncies, però la seva hipòtesi semblés ser els suficientment general perquè els mecanismes de determinació de l'sexe haurien de ser seleccionats d'acord amb els seus principis.
Hipòtesi de Trivers i Willard
Posteriorment, l'any 1973, aquests autors van notar que la proporció de sexes depenia de molts altres factors - principalment l'estat fisiològic de la femella - que no es prenien en compte en l'explicació de Fisher.
L'argument es basava en les següents premisses: quan una femella és fisiològicament «saludable", ella hauria de produir mascles, perquè aquests petits tindran una major probabilitat de sobreviure i reproduir-se.
De la mateixa manera, quan la femella no es troba en condicions fisiològiques òptimes, la millor estratègia és la producció d'altres femelles.
En la naturalesa, les femelles febles solen reproduir-se, malgrat la seva condició fisiològica de "inferioritat". En contrast amb un mascle feble, on les probabilitats de reproducció són excepcionalment inferiors.
Aquesta proposta ha estat provada en diversos sistemes biològics, com rates, cérvols, foques, i fins i tot en poblacions humanes.
Perspectiva evolutiva i futures interrogants
A la llum de l'evolució, la diversitat dels mecanismes que determinen el sexe generen certes interrogants, entre aquestes: per què veiem aquesta variació ?, com sorgeix aquesta variació ?, i finalment per què passen aquests canvis?
A més, també sorgeix de la pregunta si certs mecanismes atorguen a l'individu cert avantatge sobre els altres. És a dir, si algun mecanisme en particular ha estat afavorit selectivament.
referències
- Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). Wolbachia is not all about sex: male-feminizing Wolbachia alters the leafhopper Zyginidia pullula transcriptome in a mainly sex-independent manner. Frontiers in microbiology, 5, 430.
- 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, Tree of Sex Consortium (2014). Sex determination: why so many ways of doing it ?. PLoS biology, 12 (7), e1001899.
- Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Manual de genètica. Tom 1. Universitat Nacional de Riu Quart.
- Leopold, B. (2018). Theory of Wildlife Population Ecology. Waveland press inc.
- Pierce, BA (2009). Genètica: Un enfocament conceptual. Ed. Mèdica Panamericana.
- Wolpert, L. (2009). Principis d'al desenvolupament. Ed. Mèdica Panamericana.