Các yếu tố môi trường chịu trách nhiệm xác định giới tính ở thực vật và động vật

Các yếu tố môi trường chịu trách nhiệm xác định giới tính ở thực vật và động vật!

Ở một số sinh vật, môi trường quyết định kiểu hình tình dục của các cá thể. Do đó, một số yếu tố môi trường, kích thước cơ thể bố mẹ hoặc trứng, tuổi của bố mẹ và nhiệt độ được tìm thấy để xác định giới tính trong các trường hợp sau:

(a) Giới tính của một số loài bò sát có thể phụ thuộc vào nhiệt độ mà cá thể phát triển. Ví dụ, ở hầu hết các loài rùa, chỉ con cái được sản xuất ở nhiệt độ cao (30-35 ° C) và chỉ con đực được sản xuất ở nhiệt độ thấp (23-28 ° C). Điều ngược lại là đúng ở cá sấu, cá sấu và một số thằn lằn, nơi con đực được sản xuất ở nhiệt độ cao và con cái được sản xuất ở nhiệt độ thấp.

(b) Ophryotrocha biển annelid phân biệt thành một con đực sinh ra tinh trùng khi còn nhỏ và sau đó biến thành con cái đẻ trứng khi nó già đi. Nếu các bộ phận của một phụ nữ lớn tuổi bị cắt cụt, thì annelid trở lại hình dạng nam giới, chỉ ra rằng kích thước chứ không phải tuổi tác là yếu tố quan trọng kiểm soát giới tính của cá nhân.

Xác định giới tính ở thực vật:

Trong hầu hết các loài thực vật, các cơ quan sinh sản nam và nữ được tìm thấy trong cùng một loài hoa (cây lưỡng tính hoặc lưỡng tính), hoặc trong các loại hoa khác nhau của cùng một loại cây (ví dụ như cây ngô, cây thầu dầu, cây dừa, v.v.). Nhưng trong một số cây trồng (ví dụ như đu đủ, măng tây, v.v.) và một số loài thực vật khác, hoa đực và hoa cái được sản xuất trên các loại cây khác nhau (cây lưỡng tính).

Các cơ chế xác định giới tính ở thực vật về cơ bản tương tự như cơ chế tìm thấy ở động vật. Một trường hợp được nghiên cứu rộng rãi về tình dục nhiễm sắc thể được biết đến là thực vật, tức là trong chi Melandrium của họ Caryophyllaceae. Ở đây, nhiễm sắc thể Y xác định xu hướng ác tính giống như ở người, thực vật nam là không đồng nhất (XY) trong đó thực vật nữ là đồng nhất (XX). Hệ thống này là phổ biến nhất trong thực vật.

Xác định giới tính ở một số loài thực vật, chẳng hạn như đu đủ (Carica papaya), Rau bina (Spinacea oleracea) Vitis cinerea, Asparagus, v.v., được quy định là do một gen duy nhất. Trong đu đủ, một gen duy nhất có ba alen (m, M ₁ và M ₂ ) được đề xuất để kiểm soát sự phân biệt giới tính. Thực vật nữ là đồng hợp tử mm, trong khi thực vật nam là dị hợp tử M ₂ m; dị hợp tử M ₂ m tạo ra điều kiện lưỡng tính. Kiểu gen M ₁ M ₁, M ₁ M ₂ và M ₁ M ₂ là bất khả xâm phạm, tức là các alen M ₁ và M ₂ là các gen gây chết.

Cây ngô nói chung là đơn sắc, tức là cả hoa đực và hoa cái đều được sản xuất trên cùng một cây. Một gen lặn đơn lẻ, ba (barren cob), cản trở sự phát triển của lõi ngô (hoa cái) khi gen này ở trạng thái đồng hợp tử.

Các lõi ngô vẫn chưa được phát triển trong cây ba ba, làm cho các cây này có chức năng nam. Một gen lặn khác, ts chuyển đổi hoa đực trong tua của cây ts ts thành hoa cái. Kết quả là, các tua của cây ts ts không tạo ra phấn hoa mà chúng tạo hạt; nhà máy như vậy, do đó, có chức năng nữ. Ở thực vật đồng hợp tử cho cả ba và ts (baba tsts), lõi ngô không phát triển và cằn cỗi, nhưng nhiều hạt được tạo ra trong tua; nhà máy như vậy là chức năng nữ.

Do đó, hai gen lặn (ba và ts) đã chuyển đổi một cây ngô tự nhiên đơn thuần thành một cây lưỡng tính. Các gen lặn khác ảnh hưởng đến sự phát triển của giao tử đực và cái được biết đến trong ngô, ví dụ: ms (gen vô sinh nam), tế bào chất vô trùng đực (Cms) và sk (gen không tơ gây sảy thai), và trong nhiều loại cây trồng khác.

Bồi thường liều dùng:

Các gen liên kết giới tính (liên kết X) không liên quan đến xác định giới tính có mặt ở hai liều ở động vật có vú và Drosophila (XX), trong khi con đực (XY) chứa một liều duy nhất. Tuy nhiên, cường độ của kiểu hình, số lượng enzyme liên quan và thậm chí lượng RNA được tạo ra bởi các gen liên kết X ở con cái là tương đương với ở con đực.

Hiện tượng này được gọi là bù liều (Muller, 1932) và điều chỉnh chức năng của các gen liên kết X theo cách mà biểu hiện của chúng có thể so sánh ở cả nữ và nam mặc dù chúng có liều lượng (số lượng bản sao) khác nhau của các gen này .

Bồi thường liều có thể được thực hiện bởi hai cơ chế riêng biệt:

(1) cơ chế đầu tiên liên quan đến quá trình sinh sản do bất hoạt một nhiễm sắc thể X trong quan hệ tình dục đồng nhất, như được quan sát thấy ở động vật có vú và

(2) cơ chế thứ hai liên quan đến tăng sản do tăng động của nhiễm sắc thể X trong quan hệ tình dục không đồng nhất như quan sát thấy ở Drosophila

(1) Bất hoạt nhiễm sắc thể X ở động vật có vú:

Người ta đã chứng minh rằng ở những cá thể nữ XX đồng nhất, một nhiễm sắc thể X bị ngưng tụ đặc trưng và bất hoạt. Các vật liệu nhiễm sắc như vậy cũng đã được mô tả là heterochromatin tùy ý kể từ khi nó không hoạt động trong một phần nhất định của vòng đời và tiếp tục hoạt động trước khi đi vào dòng mầm.

Hiện tượng bất hoạt nhiễm sắc thể X được xác nhận bằng quan sát của a. Cơ thể Barr cơ thể Barr. Cơ thể Ban được quan sát lần đầu tiên bởi Barr và Bertram vào năm 1949 ở mèo cái và sau đó được xác định là nhiễm sắc thể X của Ohno et-al, (1959). Sau này Lyon (1972) đã xác nhận sự tồn tại của cơ thể Barr ở con cái bình thường, siêu nhân và ở con đực Klinefelter.

Cơ thể Barr như vậy cũng đã được quan sát thấy ở hầu hết các tế bào cơ thể (ví dụ, da, biểu mô miệng và tế bào máu) của con người và các động vật có vú khác. Con cái có cơ thể Barr trong nhân tế bào cơ thể với tỷ lệ cao hơn con đực và do đó, được gọi là nhiễm sắc thể giới tính dương tính.

Vì người ta nhận thấy rằng bất cứ khi nào số lượng nhiễm sắc thể X là hai hoặc nhiều hơn hai, số lượng cơ thể Barr ít hơn một số lượng nhiễm sắc thể X (ví dụ: một cơ thể Barr ở nữ XX và nam XXY; hai cơ thể Barr trong XXXY nam và XXX metafemales), người ta đã xác định rằng ở nữ bình thường chỉ có một nhiễm sắc thể X hoạt động. Điều này đôi khi cũng được gọi là giả thuyết của Lyon.

Mà trong số hai nhiễm sắc thể X vẫn còn hoạt động ở các cá thể nữ được xác định ở giai đoạn đầu phát triển. Theo quan sát của Lyon (1961), mỗi nhiễm sắc thể X (P) và mẹ (M) có cơ hội trở nên không hoạt động (tức là cơ thể Barr).

Nói cách khác, sự bất hoạt của nhiễm sắc thể X là một hiện tượng ngẫu nhiên ở hầu hết các loài. Tuy nhiên, ở một số loài, việc bất hoạt nhiễm sắc thể X có thể không phải là ngẫu nhiên, ví dụ, trong các mô soma của kanguru cái chỉ có nhiễm sắc thể X của người cha bị bất hoạt.

Ở động vật có vú, sự bất hoạt thường diễn ra trong quá trình tạo phôi sớm. Trong phôi người, sự bất hoạt nhiễm sắc thể X bắt đầu từ phôi nang muộn vào ngày thứ 16 của cuộc đời. Sau khi bất hoạt được thiết lập, nó vẫn được duy trì một cách không hồi phục trong các tế bào soma, tuy nhiên, trong quá trình tái hoạt động của dòng tế bào mầm xảy ra ở giai đoạn phát triển tế bào mầm cụ thể (ví dụ như tham gia vào tiên tri meogen, Martin, 1982). Ở động vật có vú, người ta cũng quan sát thấy rằng "cơ thể Barr" cô đặc, đặc trưng của tế bào soma, không có ở các tế bào tiền phân bào.

(2) Tăng động của nhiễm sắc thể X ở Nam Drosophila:

Hiện tượng bù liều ở Drosophila đã được chứng minh là do sự tăng động của một nhiễm sắc thể X ở nam giới Drosophila. Thực tế này được phát hiện bởi Tiến sĩ AS Mukherjee của Đại học Calcutta. Trong các cá thể khảm có các tế bào XX và XO, có thể thấy rằng nhiễm sắc thể X trong các tế bào XO luôn siêu hoạt động.

Do thực tế này, ruồi giấm đột biến và hoang dã cho thấy cường độ màu mắt giống nhau ở ruồi đực và ruồi cái. Tương tự, nồng độ enzyme của một số enzyme bao gồm 6 phosphogluconate dehydrogenase (6 PGD), glucose - 6- phosphate dehydrogenase (G6PD), tryptophan pyrrolase và fumarase được tìm thấy tương tự ở ruồi cái và đực.

Thiếu sự bù đắp liều lượng trong các sinh vật với con cái dị hình:

Chúng tôi nhận thấy trong các cuộc thảo luận ở trên, rằng khi giới tính nam là không đồng nhất (XXO, XYO hoặc XXO, XOO), các gen liên kết X phải chịu bù liều. Ngược lại với điều này, khi giới tính nữ không đồng nhất (ZZD, ZWO), như ở chim, bướm đêm và bướm, các gen liên kết Z dường như không được bù liều. Tình trạng tương tự tồn tại ở một số loài bò sát và lưỡng cư, trong đó sự không đồng nhất của nữ là chủ yếu. Một nghiên cứu về sự vắng mặt của việc bù liều ở những phụ nữ không đồng nhất này đã dẫn đến kết luận sau:

1. Các gen đòi hỏi phải bù liều chủ yếu là các gen kiểm soát hình thái và kế hoạch cơ thể trong tương lai.

2. Sản phẩm của các gen này được yêu cầu ở liều disomic, đặc biệt là trong quá trình phát triển và phát triển phôi sớm.

3. Con cái dị hình tổng hợp và lưu trữ các sản phẩm gen thiết yếu về mặt hình thái, bao gồm cả những sản phẩm được mã hóa bởi các gen liên kết Z, trong quá trình tạo gen.

4. Sự phong phú của các sản phẩm gen này trong trứng và sự tồn tại của chúng tương đối muộn trong quá trình tạo phôi cho phép con cái dị hợp tử vượt qua trạng thái đơn bội của nhiễm sắc thể Z trong phôi ZW.