تحديد الجنس: أنواع الأنظمة والخصائص - مادة الاحياء - 2026

ل تحديد جنس مسيطر عليها من قبل عدد من الآليات تنوعت بين الأصناف التي تحدد الخصائص الجنسية للفرد. يمكن أن تكون هذه الأنظمة جوهرية للفرد - أي وراثية - أو يمكن التحكم فيها بواسطة العوامل البيئية التي تحيط بالفرد خلال المراحل المبكرة من الحياة.

في التحديد الجوهري ، صنف علماء الأحياء هذه الأنظمة إلى ثلاث فئات رئيسية: الجينات الفردية ، أو نظام الصبغيات الفردية ، أو الكروموسومات الخاصة أو الجنسية. هذه الحالة الأخيرة هي حالة الثدييات والطيور وبعض الحشرات.

المصدر: pixabay.com

بنفس الطريقة ، تؤثر الظروف البيئية أيضًا على تحديد الجنس. تمت دراسة هذه الظاهرة في بعض الزواحف والبرمائيات التي تتأثر بدرجة الحرارة بشكل خاص. يُعرف نظام التحديد هذا باسم غامض.

أنواع أنظمة تحديد الجنس

الجنس ، الذي يُفهم على أنه خلط الجينومات عبر الانقسام الاختزالي واندماج الأمشاج ، هو حدث عالمي تقريبًا في حياة حقيقيات النوى.

أحد أهم نتائج التكاثر الجنسي هو اقتران الأليلات المختلفة ، التي يحملها أفراد مختلفون ، في تنوع جيني مفيد.

في معظم الكائنات حقيقية النواة ، يكون تحديد الجنس حدثًا يحدث في وقت الإخصاب. يمكن أن تحدث هذه الظاهرة من خلال ثلاثة أنظمة مختلفة: الجينات الفردية أو نظام الصبغيات الفردية أو الكروموسومات الخاصة.

وبالمثل ، لدينا تحديد الخصائص الجنسية بوساطة العوامل البيئية ، مثل درجة الحرارة. يحدث هذا في الضفادع ، والسلاحف ، والتمساح ، حيث يبدو أن درجة حرارة الحضانة تحدد الجنس.

سنصف كل نظام أدناه ، باستخدام أمثلة مأخوذة من ممالك الحيوانات والنباتات:

الجينات الفردية

في الكائنات الحية حيث يتم تحديد الجنس بواسطة جينات فردية ، لا توجد كروموسومات جنسية. في هذه الحالات ، يعتمد الجنس على سلسلة من الأليلات الموجودة في كروموسومات معينة.

بمعنى آخر ، يتم تحديد الجنس بواسطة الجين (أو بواسطة العديد من هؤلاء) وليس من خلال وجود كروموسوم كامل.

تمتلك الفقاريات المختلفة ، مثل الأسماك والبرمائيات وبعض الزواحف هذا النظام. كما تم الإبلاغ عنه في النباتات.

الأليلات التي تشارك في هذه الظاهرة لها نظام هيمنة معروف على نطاق واسع موجود للشخصيات الجسدية. في النباتات ، تم تحديد الأليلات التي تحدد الذكورة والخنوثة والطابع الأنثوي للفرد.

نظام هابلوديبلويد

يعتبر النظام أحادي الصبغيات شائعًا في النحل

تحدد أنظمة Haplodiploid الجنس اعتمادًا على الحالة الفردية أو ثنائية الصبغيات للفرد. نحن البشر ثنائي الصبغة - ذكورًا وإناثًا. ومع ذلك ، لا يمكن استقراء هذه الحالة لجميع مجموعات الحيوانات.

يعد النظام أحادي الصبغيات شائعًا جدًا في غشائيات الأجنحة (النحل والنمل وما شابه) ، وهوموبترا (البق الدقيقي والكتاكيت) ، وخنافس الأجنحة (الخنافس).

المثال الكلاسيكي هو النحل وتحديد الجنس في المستعمرات. الهيكل الاجتماعي للنحل معقد للغاية ، وكذلك سلوكياتهم الاجتماعية ، حيث تستند قواعدهم إلى النظام الجيني الذي يقرر جنسهم.

يفتقر النحل إلى الكروموسومات الجنسية. الإناث ثنائية الصبغيات (2 ن) والذكور أحادي العدد (ن) ، تسمى الطائرات بدون طيار. لهذا السبب ، يأتي تطور الإناث من إخصاب البويضات ، بينما تتطور البويضات غير المخصبة إلى ذكور. أي أن الأخير ليس له أب.

في الإناث ، لا يتم تحديد الانقسام بين الشغالات والملكة وراثيًا. يتم تحديد هذا التسلسل الهرمي من خلال النظام الغذائي للفرد في المراحل الأولى من حياته.

الكروموسومات الخاصة

إن حالة الكروموسومات الخاصة أو الكروموسومات الجنسية هي أكثر الحالات التي نرتبط بها. إنه موجود في جميع الثدييات وجميع الطيور والعديد من الحشرات ، وهو شكل شائع في الكائنات الحية ذات الأنماط الظاهرية الجنسية المختلفة.

في النباتات ، على الرغم من ندرة حدوثها ، كان من الممكن تحديد بعض الأنواع المهدرة التي تحتوي على كروموسومات جنسية.

هذا النظام له متغيرات مختلفة. من بين الأكثر شيوعًا وبساطة نجد الأنظمة: XX-X0 و XX-XY ، حيث يكون الجنس غير المتجانسة هو الذكر ، و ZZ-ZW ، حيث يكون الجنس غير المتجانس هو الأنثى.

النظام الأول ، XX و X0 ، شائع في الحشرات من رتبة Orthoptera و Hemiptera. في هذه الحالات يكون للذكر كروموسوم جنسي واحد فقط.

يوجد نظام XX و XY في الثدييات ، وفي العديد من الحشرات من رتبة Diptera وفي عدد محدود جدًا من النباتات ، مثل Cannabis sativa. في هذا النظام ، يتم تحديد الجنس بواسطة الأمشاج الذكرية. إذا كان الأخير يحتوي على كروموسوم X ، فإن النسل يتوافق مع أنثى ، في حين أن الأمشاج Y ستنشئ ذكرًا.

النظام الأخير ZZ و ZW موجود في جميع الطيور وفي بعض الحشرات من رتبة Lepidoptera

تحديد غامض

في بعض الأصناف ، المنبهات البيئية المختلفة ، في المراحل المبكرة من حياة الأفراد ، لها دور حاسم في تحديد الجنس. في هذه الحالات ، لم يتم توضيح التحديد من وجهة النظر الجينية تمامًا ، ويبدو أن الجنس يعتمد كليًا على البيئة.

في السلاحف البحرية ، على سبيل المثال ، يؤدي اختلاف درجة حرارة إضافية إلى 1 درجة مئوية إلى تحويل مجموعة كاملة من الذكور إلى مجموعة تتكون حصريًا من الإناث.

في التمساح ، وجد أن حضانة أقل من 32 درجة مئوية تنتج مجموعة من الإناث ودرجات حرارة أعلى من 34 درجة مئوية تترجم إلى عدد من الذكور. في النطاق 32 إلى 34 ، النسب بين الجنسين متغيرة.

بالإضافة إلى درجة الحرارة ، تم إثبات تأثير المتغيرات البيئية الأخرى. في أحد أنواع الطحالب الدنيوية ، Bonellia viridis ، يتم تحديد الجنس في مرحلته اليرقية. اليرقات التي تسبح بحرية في الماء تتطور كذكور.

في المقابل ، تتحول اليرقات التي تتطور بالقرب من الإناث الناضجة إلى ذكور بواسطة هرمونات معينة تفرزها.

العدوى عن طريق الكائنات الحية الدقيقة

أخيرًا ، سنناقش الحالة الخاصة لكيفية قدرة وجود البكتيريا على تحديد جنس السكان. هذه هي حالة البكتيريا الشهيرة التي تنتمي إلى جنس Wolbachia.

Wolbachia هو متكافل داخل الخلايا ، قادر على إصابة مجموعة واسعة من أنواع المفصليات وكذلك بعض النيماتودا. تنتقل هذه البكتيريا عموديًا ، من الإناث إلى نسلها المستقبلي ، عن طريق البيض - على الرغم من توثيق الانتقال الأفقي أيضًا.

فيما يتعلق بتحديد الجنس في الكائنات الحية التي تعيش فيها ، فإن للبكتيريا آثار وثيقة الصلة بالموضوع.

وهي قادرة على قتل الذكور بين السكان ، حيث يموت الذكور المصابون في المراحل الأولى من حياتهم ؛ تأنيث السكان ، حيث يصبح الذكور الناميون إناثًا ؛ وأخيرًا ، فهي قادرة على إنتاج مجموعات التوالد العذري.

كل هذه الأنماط الظاهرية المذكورة ، والتي تتضمن تشويهًا لنسبة الجنس مع تحيز ملحوظ تجاه الإناث ، تحدث لصالح انتقال البكتيريا إلى الجيل التالي.

بفضل نطاق مضيفها الواسع ، لعبت Wolbachia دورًا مهمًا في تطور أنظمة تحديد جنس المفصليات والاستراتيجيات الإنجابية.

نسبة الجنسين

قطيع من الذئاب.

تقابل الخاصية الأساسية لأنظمة تحديد الجنس فهم نسبة الجنس أو نسبة الجنس. تم اقتراح العديد من النظريات والفرضيات:

فرضية فيشر

رونالد فيشر ، عالم الإحصاء والأحياء البريطاني المشهور ، اقترح في عام 1930 نظرية لشرح سبب احتفاظ السكان بنسبة 50:50 من الذكور إلى الإناث. بشكل معقول ، أوضح أيضًا سبب اختيار الآليات التي تحرف هذه النسبة المتساوية.

على التوالي ، كان من الممكن إثبات أن النسبة العادلة أو المتوازنة بين الجنسين تشكل استراتيجية مستقرة ، من وجهة النظر التطورية.

صحيح أن نتائج فيشر لا تنطبق في ظروف معينة ، ولكن يبدو أن فرضيته عامة بما يكفي بحيث يتم اختيار آليات تحديد الجنس وفقًا لمبادئه.

Trivers وفرضية ويلارد

لاحقًا ، في عام 1973 ، لاحظ هؤلاء المؤلفون أن النسبة بين الجنسين تعتمد على العديد من العوامل الأخرى - بشكل أساسي الحالة الفسيولوجية للإناث - التي لم تؤخذ في الاعتبار في تفسير فيشر.

استندت هذه الحجة إلى المقدمات التالية: عندما تكون الأنثى "صحية" من الناحية الفسيولوجية ، يجب أن تنجب الذكور ، لأن هؤلاء الصغار سيكون لديهم فرصة أكبر للبقاء والتكاثر.

بالطريقة نفسها ، عندما لا تكون الأنثى في ظروف فسيولوجية مثالية ، فإن أفضل استراتيجية هي إنتاج إناث أخريات.

في الطبيعة ، غالبًا ما تتكاثر الإناث الضعيفة ، على الرغم من حالة "الدونية" الفسيولوجية. على عكس الذكر الضعيف ، حيث تكون فرص الإنجاب أقل بشكل استثنائي.

تم اختبار هذا الاقتراح في أنظمة بيولوجية مختلفة ، مثل الجرذان والغزلان والفقمات وحتى في التجمعات البشرية.

المنظور التطوري وأسئلة المستقبل

في ضوء التطور ، يثير تنوع الآليات التي تحدد الجنس أسئلة معينة ، بما في ذلك: لماذا نرى هذا الاختلاف ، وكيف ينشأ هذا الاختلاف ، وأخيرًا ، لماذا تحدث هذه التغييرات؟

علاوة على ذلك ، فإنه ينشأ أيضًا من السؤال عما إذا كانت بعض الآليات تمنح الفرد ميزة معينة على الآخرين. هذا إذا تم تفضيل أي آلية معينة بشكل انتقائي.

المراجع

1. Asgharian، H.، Chang، PL، Mazzoglio، PJ، & Negri، I. (2014). لا تتعلق بكتيريا Wolbachia بالجنس فقط: فالبخومية Wolbachia المؤنثة للذكور تغير نطاط الأوراق Zyginidia pullula transcriptome بطريقة مستقلة عن الجنس بشكل أساسي. الحدود في علم الأحياء الدقيقة ، 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.، روس ، إل. ، فالينزويلا ، إن. ، فاموسى ، جي سي ، شجرة اتحاد الجنس (2014). تحديد الجنس: لماذا توجد طرق عديدة للقيام بذلك؟ بيولوجيا بلوس، 12 (7) ، e1001899.
3. فيريرا ، ف. ، سزبينياك ، ب. وجراسي ، إي. (2005). دليل علم الوراثة. المجلد 1. جامعة ريو كوارتو الوطنية.
4. ليوبولد ، ب. (2018). نظرية بيئة الحياة البرية. شركة Waveland Press Inc.
5. بيرس ، بكالوريوس (2009). علم الوراثة: نهج مفاهيمي. عموم أمريكا الطبية Ed.
6. وولبرت ، إل (2009). مبادئ التنمية. عموم أمريكا الطبية Ed.