Geschlechtsbestimmung zwischen zwei Individuen derselben Spezies
Geschlechtsbestimmung zwischen zwei Individuen derselben Spezies!
Das Geschlecht ist ein erblicher Unterschied zwischen zwei Individuen derselben Spezies. Sex ist eine der auffälligsten und interessantesten Arten erblicher Unterschiede, die zwischen Individuen derselben Spezies beobachtet werden.
Die Bestimmung des Geschlechts wird zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt, wenn männliche und weibliche Gameten miteinander verschmelzen.
A. Männliche Heterogamie:
Männer bilden zwei Arten von Gameten. Ein Gamet besitzt ein X-Chromosom und dem anderen fehlt es. In einigen Fällen kann der Mann ein Y-Chromosom besitzen. Solche Männer sind als heterogametisch bekannt. Frauen bilden in solchen Fällen nur eine Art von Gameten, die X-Chromosom enthalten.
Die männliche Heterogamie unterscheidet zwei Arten:
1. "XX - XY" -Typ:
Als um 1900 die Mikroskoptechniken sehr gut entwickelt waren und das Verhalten der Chromosomen verstanden wurde, fiel auf, dass es ein Paar Chromosomen gab, das sich von den anderen unterschied. Bei Frauen waren die Mitglieder dieses Paares ähnlich, unterschieden sich jedoch beim anderen Geschlecht (Männchen).
Die beiden gleichen Chromosomen (bei Frauen) waren die gleichen wie eines der Mitglieder des ungleichen Paars beim Mann. Das Chromosom, das paarweise bei Frauen und einzeln bei Männern vorhanden war, wurde als X-Chromosom identifiziert. Bei Männern wurde das andere Chromosom als Y bezeichnet. Die beiden Geschlechter lassen sich also wie unter (Abb. 5.32) charakterisieren.
Weiblich = XX
Männlich = XY
X-Chromosomen wurden erstmals von Wilson und Stevens im Jahr 1905 identifiziert. Das sogenannte XY-System kommt in einer Vielzahl von Tieren, einschließlich Drosophila und Säugetieren, sowie zumindest in einigen Pflanzen (z. B. Lychnis - ein Angiosperm) vor.
X- und Y-Chromosomen werden als Geschlechtschromosomen (Allosomen) bezeichnet, die übrigen eines gegebenen Komplements, die bei beiden Geschlechtern gleich sind, werden Autosomen genannt. Der oben diskutierte Systemtyp wird XX-XY-System genannt.
2. Typ "XX - XO":
Ein anderes berichtetes System ist XX-XO. Ein amerikanischer McClung berichtete 1902, dass die somatischen Zellen der weiblichen Heuschrecke 24 Chromosomen tragen, wohingegen die der männlichen Tiere nur 23 hatten. Daher gibt es bei vielen Insekten einen chromosomalen Unterschied zwischen den Geschlechtern, wobei die Frauen als XX mit zwei X-Chromosomen und die männlichen bezeichnet werden als XO ("X - Oh" mit einem X-Chromosom).
Als Folge der Meiose tragen alle Eier dieser Arten ein X-Chromosom, während nur die Hälfte der Spermien eins hat, die andere Hälfte keine. Da die Männchen im XO-Typ zwei Arten von Gameten X oder O und im XY-Typ X und Y produzieren, werden sie als heterogametisch bezeichnet. Frauen sind homogametisch und produzieren nur eine Art von Gameten mit X-Chromosom.
B. Weibliche Heterogamie:
In solchen Fällen produzieren Frauen zwei Arten von Gameten. Ein Ei enthält X und ein anderes, dem es fehlt (X) oder das Y-Chromosom enthält. Somit ist das Männchen AAXX und das Weibchen AAXO oder AAXY. Der Einfachheit halber und um Verwirrung zu vermeiden, ist die übliche Praxis, dass X in diesen Organismen als Z und Y als W bezeichnet wird.
Weibliche Heterogamie ist auch von zwei Arten.
1. ZZ-ZW-Typ:
Ein anderes interessantes ZZ-ZW-System wurde bei einigen Vögeln gefunden, einschließlich Hausvögeln, Schmetterlingen und einigen Fischen. In diesem Fall sind Frauen heterogametisch und Männer sind homogametisch. Geschlechtschromosomen wurden hier als Z und W bezeichnet, um Verwechslungen mit Fällen zu vermeiden, in denen Frauen homogametisch sind. Frauen sind hier ZW und Männer ZZ (Abb. 5.34).
2. ZO-ZZ-Typ:
In ZO-ZZ Art der Geschlechtsbestimmung, die bei einigen Schmetterlingen und Motten auftritt. Es ist das Gegenteil von dem, das man bei Kakerlaken und Heuschrecken findet. Hier haben Frauen ungerade Geschlechtschromosomen (AA + Z), während die Männer zwei homomorphe Geschlechtschromosomen (AA + ZZ) haben.
Die Frauen sind heterogametisch. Sie produzieren zwei Arten von Eiern: männliche Formation mit einem Geschlechtschromosom (A + Z) und weibliche Formung ohne Geschlechtschromosom (A + O). Die Männchen sind homographisch und bilden ähnliche Spermatypen (A + Z). Beide Geschlechter werden bei den Nachkommen im gleichen Verhältnis erhalten (Abb. 5.35), da beide Arten von Eiern im gleichen Verhältnis hergestellt werden.
Geschlechtsbestimmung beim Mann:
Ein männlicher Mensch hat ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom und 22 Paare von Autosomen, was insgesamt 46 ergibt. Die weiblichen Tiere haben ein Paar X-Chromosomen und 22 Paare von Autosomen, was wiederum insgesamt 46 ergibt. Die Geschlechtschromosomen teilen sich bei der Meiose auf Genau wie die anderen Chromosomen, s6 bedeutet dies, dass jede Samenzelle nur ein Geschlechtschromosom erhält.
Zum Zeitpunkt der Spermatogenese gibt es also zwei Arten von Samenzellen, die in gleicher Anzahl produziert werden, diejenigen, die ein X-Chromosom enthalten, und diejenigen, die ein Y-Chromosom enthalten. Jedes der von der Frau produzierten Eier enthält ein X-Chromosom. Daher wird das Geschlecht der Nachkommen zum Zeitpunkt der Befruchtung des Eies bestimmt.
Wenn das Ei von einem Sperma mit Y-Chromosom befruchtet wird (zusammen mit 22 gewöhnlichen Chromosomen beim Menschen), wird die Zygote ein X und Y haben und sich männlich entwickeln. Wenn Ei mit einem X-Sperma befruchtet wird, hat die Zygote zwei X-Chromosomen und entwickelt sich zu Weibchen (Abb. 5.36).
Gynandromorphien:
Bei einigen Drosophila-Individuen wurde festgestellt, dass die Hälfte des Körpers männlich und die andere Hälfte weiblich war. Sie werden als Gynandromorphe bezeichnet.
Es können drei Arten von Gynandern oder Gynandromorphen unterschieden werden:
1. Bilaterale Gynander
Hier ist die halbe laterale Seite männlich und die andere Hälfte weiblich.
2. Antero-posterior Gynander:
Hier ist das vordere Ende des Tieres von einem Geschlecht und hinter dem anderen.
3. Sex Piebalds:
In diesem Fall trägt die weibliche Fliege unregelmäßig verstreute Flecken des männlichen Gewebes. Morgan und Bridges (1919) erklärten, dass in Drosophila Zygote, die sich zu Frauen entwickelt, zwei X-Chromosomen besitzt. Durch den Verlust oder das Verschwinden eines X-Chromosoms während der Spaltung befruchteten Eies entsteht ein Gynandromorph.
Geschlechtsbestimmung in Pflanzen:
Allen (1940) gab eine Liste von Pflanzenarten an, bei denen über Geschlechtschromosomen berichtet worden war. Wastergard (1950) erstellte eine Liste von Pflanzenarten, bei denen das Vorhandensein eines Paares von heteromorphen Geschlechtschromosomen gut etabliert war, sowie von solchen, bei denen es nicht etabliert war.
Eine der Methoden zur Bestimmung des heterogametischen Geschlechts in Pflanzen wurde in Pflanzen wie Cannabis und Melandrium untersucht. Wenn die Geschlechtsverhältnisse in den Nachkommen von spärlichem zu übermäßigem Pollen unterschiedlich sind, deutet dies darauf hin, dass das männliche Geschlecht heterogametisch ist.
In Hanf (Cannabis) zum Beispiel führte die spärliche Bestäubung zu einem Überschuss an Männchen, während die spärliche Bestäubung bei Melandrium zu einem Überschuss an Weibchen führte, was darauf schließen lässt, dass das männliche Geschlecht in beiden Fällen heterogametisch ist. Wenn Weibchen heterogametisch ist, sollten spärliche Bestäubungen Männchen und Weibchen im gleichen Verhältnis ergeben.
In Melandrium album wurden Diploide, Triploide und Tetraploide mit unterschiedlichen Dosen von X- und Y-Chromosomen von Warmeke (1946) bemerkt. Es wurde festgestellt, dass die Pflanze männlich ist, wenn ein oder mehrere Y-Chromosomen vorhanden sind und bei Frauen das Y-Chromosom fehlt.
Die Anzahl der Autosomen beeinflusste den Sexualausdruck nicht sichtbar. In Melandrium ist das Y-Chromosom länger als das X-Chromosom und sie bilden bei der Meiose eine heteromorphe Muschel.
Genetische Gleichgewichtstheorie der Geschlechtsbestimmung:
Die Genie-Gleichgewichtstheorie der Geschlechtsbestimmung wurde von Bridges (1923) vorgeschlagen. Er glaubte, dass „die Interaktion von Genen, die im Geschlechtschromosom und in den Autosomen vorkommen und die weibliche und männliche Potenz bestimmen, das Geschlecht eines Nachwuchses bestimmt. In Drosophila Genie funktioniert die Gleichgewichtstheorie (Y hat keine Rolle)
dh X / A = 1 = weiblich
X / A = 0, 5 = männlich
X / A = zwischen 0, 5 bis 1 = Intergeschlecht
Mehr als 1 = Superfrau
Weniger als 0, 5 = Super-Männchen
Die Mechanismen der Geschlechtsbestimmung bei Pflanzen ähneln denen bei Tieren. Die meisten Pflanzen sind Hermaphrodite und es gibt nur in Dioecious Pflanzen getrennte männliche und weibliche Pflanzen in Papaya, Spinat, Vitis, Spargel usw. Es wird von einem einzelnen Gen geregelt.
Bei der Papaya wird ein einzelnes Gen mit Bires-Allelen (m, M 1 und M 2 ) vorgeschlagen, um die Geschlechtsdifferenzierung zu kontrollieren. Weibliche Pflanzen sind homozygot (mm). Die männlichen Tiere sind heterozygot (M 1 m) und heterozygot (M 2 m) produziert Hermaphrodit. In Pflanzen wird das Geschlecht durch das Y-Chromosom bestimmt. Ist ein Y-Chromosom vorhanden, ist die Pflanze männlich, sonst weiblich.
Morgan und Drosophila:
Drosophila melanogaster (Fruchtfliege), die "Schwarzbauch-Tau-Liebhaber" bedeutet, wurde zuerst intensiv in den Laboren der Columbia University in New York City untersucht, wo Walter Sutton zuvor ein Doktorand war. Hier entdeckte Thomas Hunt Morgan 1910 eine Fruchtfliege mit weißen Augen in einem Fläschchen Fliegen mit normalen roten Augen.
Thomas Hunt Morgan (1866–1945). Morgans Entdeckung geschlechtsgebundener Merkmale in Drosophila führte zu Experimenten, die kollektiv Chromosomenkarten lieferten - Identifizierung der von jedem Chromosom getragenen Gene und die ungefähre Position jedes Gens auf einem Chromosom.
Er züchtete tausende von rotäugigen Fliegen in Flaschen und lieferte Bananenbrei als Nahrung. Was war die Basis für diese Variante? Das Gen für weiße Augen entstand als Mutation eines Gens, das sich auf dem X-Chromosom befindet und an der Produktion von Augenpigment beteiligt ist.
Zunehmende Beweise für die Chromosomentheorie der Vererbung kamen hauptsächlich aus der Studie von Drosophila. Mutationen sollten Änderungen in der Chromosomenstruktur nach sich ziehen, da Gene auf dem Chromosom vorhanden waren, wie in der chromosomalen Vererbungstheorie diskutiert.
TH Morgan untersuchte hauptsächlich die Vererbung von Mutantenmerkmalen in Drosophila, da diese für ihn günstiger waren als andere Tiere wie Mäuse und Kaninchen. Seine Studie zur Arbeit an Drosophila erwies sich jedoch als äußerst lohnend für die Untersuchungen in der Genetik.
Drosophila ist aus folgenden Gründen ein geeignetes Material für die genetischen Experimente:
(ein) Die Erzeugungszeit beträgt 12-14 Tage, was für die schnelle Untersuchung und Analyse der Ergebnisse im Labor hilfreich ist.
(b) Es kann unter Laborbedingungen in großer Zahl multipliziert werden.
(c) In jeder Nachkommenschaft wird eine große Anzahl von Fliegen produziert. Ein Paar Fliegen in einer kleinen Milch kann Hunderte von Nachkommen in einer einzigen Paarung produzieren.
(d) Die Fliegenzüchtung könnte das ganze Jahr über in einem Labor mit kostengünstigem Material durchgeführt werden.
(e) Jede Zelle von Drosophila melanogaster hat vier Chromosomenpaare. Davon sind drei Paare von Chromosomen bei Männern und Frauen gleich und werden Autosomen genannt. Die Männchen besitzen ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom, die zwei Arten von Spermien produzieren; Hälfte mit X-Chromosom und Hälfte mit Y-Chromosom.
Das Y-Chromosom ist typischerweise J-förmig. Weibchen besitzen zwei homomorphe X-Chromosomen in ihren Körperzellen, daher als XX bezeichnet. Da Frauen homogametisch sind, produzieren sie nur eine Art von Eiern mit jeweils einem X-Chromosom.
Morgan schloss mit seinen Zuchtversuchen an Drosophila (später um AH Sturtevant, CB Bridges und HJ Muller erweitert), dass Gene (Erbeinheiten) linear auf dem Chromosom lokalisiert sind.
Einige von ihnen liegen nahe beieinander und neigen dazu, miteinander verbunden zu sein. CB Bridges (1916), einer der Studenten von Morgan an der Columbia University, veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel "Nichtdisjunktion als Beweis für die Theorie der Vererbung von Chromosomen" und lieferte detaillierte Beweise, die die Schlussfolgerung, dass die Gene physikalisch mit Chromosomen in Zusammenhang stehen, zweifelsfrei untermauerte.
Morgans Entdeckung der geschlechtsgebundenen Merkmale in Drosophila führte zu Experimenten, die kollektiv Chromosomenkarten lieferten, dh die Identifizierung der von jedem Chromosom getragenen Gene und die ungefähre Position jedes Gens auf einem Chromosom. Morgan erhielt 1933 den Nobelpreis (für Physiologie oder Medizin) für seine Pionierarbeit in der Genetik.
