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主题:各类动物的性别决定机制

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各类动物的性别决定机制  发贴心情 Post By:2009/4/30 20:03:16  

 

动物有无性生殖和有性生殖两种基本生殖方式,有性生殖与全部以有丝分裂为基础的无性生殖不同,雌雄两个体各自产生一个单倍体配子,两者结合成合子,合子发育成新个体。有性生殖通过等位基因的分离、位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合以及连锁基因的交换重组等过程为动物带来了巨大的遗传多样性,既提高了亲本生殖成功的机会,又有利于后代的生存。多数动物都以雌雄两种互朴的性别形式存在,那么,性别是怎样决定的呢?

1性染色体决定性别

自20世纪初发现某些生物体细胞内除含有成对的常染色体外,还有一对随性别不同组成也不同的性染色体。这对性染色体与性别决定直接相关,性染色体决定性别有以下两种形式:

1.1XY型性别决定此类型在动物界很普遍,哺乳动物、双翅目昆虫、某些鱼类和某些两栖类的性别决定属于该类型。XY型性别决定是指雌性为同配性别,体细胞内含有两条X染色体,所产生的性细胞只有一种,仅含一条X染色体;雄性为异配性别,体细胞内含一条X染色体和一条Y染色体,产生两种性细胞,一种只含X染色体,一种只含Y染色体。如人的体细胞有46条染色体,其中22对为常染色体,一对为性染色体,男女之别在于女性性染色体是XX,男性性染色体为XY,婚后生男育女的概率各为1/2。生男育女完全决定于受精的精于所含的性染色体是X还是Y。

XY型性别决定有一种特殊形式即XO型性别决定。McClong在1902年就发现蝗虫的性别决定属XO型。雌蝗虫是同配性别,只产生一种含X染色体的卵子。雄蝗虫为异配性别,只含一条X染色体而无Y染色体,产生两种精子,一种只含一条X染色体,一种不含性染色体,两者各占一半。受精卵有XX型(雌性)和XO(雄性)两种,雌雄比约为1:1。

1.2ZW型性别决定鸟类、鳞翅目昆虫、某些鱼类、某些两栖类及某些爬行类属于该类型。此类型的雄性为同配性别,体细胞内有两个相同的Z染色体,仅产生一种含Z染色体的精子。雌性为异配性别,体细胞内含有Z和W两种性染色体,产生两种卵子,一种只含Z染色体,一种只含W染色体,二者各占一半。受精卵发育成的个体雌雄比约为1:1。

ZW型性别决定也有一种特殊形式即ZO型性别决定。此类型的雄性为同配性别,体细胞内有两条相同的Z染色体,仅产生一种只含Z染色体的精子。雌性为异配性别,体细胞内仅含—条Z染色体而无W染色体,产生两种卵子,一种含有·条Z染邑体,—种不含性染色体,二者各占一半。受精卵有两种类型,ZZ型为雄性,ZO型为雌性,雌雄比例约为1:l。

2环境条件决定性别性别靠其生活吏发育的早期阶段的某…时期的温度、光照或营养状况等环境条件来决定的情形称为环境条件决定性别。

许多寄生的甲壳类以幼虫到达寄主的先后顺序来决定性别。先到达寄主的个体长得较大,发育为雌体,后到达寄主的个体长得较小,发育成雄性。

Stegophryxus是寄生在寄居蟹Pagurus上的等是类动物,幼虫附着在寄主腹部的发育成雌体,而落在雌体身上的幼虫发育成雄性,雄性和雌性相比,个体很小,以后一直生活在配偶的育囊中,经去除实验,将第一个落在寄主上预计发育成雌体的幼虫放在另外的雌体身上后,结果发育为雄体,从而证实其性别由环境决定。

海产蠕虫后虫益的成熟雌虫产卵在海里,刚发育的幼虫没有性分化,之后自由生活的幼虫发育成雌虫,但是如果有机会落到雌虫的口吻上,性别未分化的幼虫就会发育成雄虫。如果把已经落在雌虫口吻上的幼虫移去,让其继续自由生活,就发育成中间性,畸形程度视呆在雌虫口吻上时间的长短。

许多线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的,它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内,低感染率时营养条件好,发育成的成体基本上都是雌性,而高感染率时,营养条件差,发育成的成体通常都是雄的。

大多数龟类无性染色体,经研究发现,其性别决定与温度有关。如乌龟卵在20—27℃条件下孵出的个体为雄性,在30—35C时孵出的个体为雌性。有少数龟类的卵如鳄龟科的啮龟卵在20℃的低温和30℃的高温条件下孵出的子代全为雌龟,在20~30'C之间的中间温度孵化,则子代全为雌龟。

鳄类在30℃及以下温度孵化则全为雌性,32℃时雄性则占85%,雌鳄仅占15%,且孵化时在第2周到第3周的温度是胚胎的性别决定期。

我国特产的活化石扬子鳄靠光照强弱来实现性别决定。巢穴建于潮湿阴暗的弱光处可孵化出较多雌鳄,巢穴建于阳光曝晒处,则可产生较多的雄性。

3染色体的单双倍数决定性别

膜翅目昆虫属于此种类型,如蜜蜂的雄蜂由未受精的卵发育而成,只具有单倍的染色体数。雌蜂由受精卵发育而来,具有2倍的染色体数。营养条件的差异决定了雌蜂是发育成可育的蜂皇还是不育的工蜂。若整个幼虫期以蜂王浆为食,幼虫发育成体大的蜂皇。若幼虫期仅食2—2天蜂王浆,则发育成体小的工蜂。

4性染色体与常染色体的比例决定性别

果蝇的性染色体有X和Y两种,形式上与XY型性别决定相同,但X和Y在性别决定中所起的作用不同,X染色体的数目与常染色体(AA)之间的比例才是性别的决定因素。XX:AA为1:1时为雌蝇,XX:AA为l:2为雄蝇。性成熟果蝇的Y染色体在精子发育过程中有重要意义,但在早期的性发育过程中并不重要。

5多基因决定性别

该类型性别决定是指性染色体X和Y包含主要的雌性和雄性决定基因,在常染色体上含有次要的性别决定基因,性别不仅仅由性染色体决定。通常,常染色体基因保持平衡,使性别决定依照性染色体机制进行,但在某些个体,常染色体可能重新组合,导致某一性别的常染色体因素过剩,使性染色体机制无效,,有人指出,雌雄异体鱼类的性别决定包含多个基因,当决定雄性的基因总量超过决定雌性基因的总量时,合子将是雄性,反之亦然,剑尾鱼、青锵、搏鱼和多种罗非鱼等均属于这种类型的性别决定。

6性反转

在一定条件下,动物的雌雄个体相互转化的现象称为性反转。早在2000多年前的《汉书》中就有母鸡司晨的记载。鱼类的性反转是比较常见的,如黄鳝的性腺,从胚胎到性成熟是卵巢,只能产生卵子。产卵后的卵巢慢慢转化为精巢,只产生精子。所以,每条黄鳝一生中都要经过雌雄两个阶段。成熟的雌剑尾鱼会出其不意地变成雄鱼,老的雌鳗鱼有时转变成雄鱼。大量研究表明,外源激素可起到性逆转作用,用甾类激素在性腺性分化的关键时期处理仔、稚鱼,可得到单性或原发单性种群。从动物的种类看,成年的鱼和蛙能在激素或其它因素影响下转变性别,鸡也有“牝鸡司晨”现象,且可用激素使性未分化的鸡胚转变性别。哺乳类包括人在内成体均不能转变性别,但在胚胎尚未性分化时如给以性激素可使胚胎发生雌雄同体现象。其原因一方面是由于进化上的不同,但更主要的是鱼和蛙及雌鸡和鸡胚内部都存在着性别转化的物质条件——生殖腺存在着尚未分化的部分,所以在条件适宜时可以转变性别,而雄鸡和成年哺乳类则无此构造,在两性尚未分化以前的哺乳类胚胎是否有可能转变,尚需进一步研究。


 

 

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