Способы определения пола

У живых организмов существует несколько способов определения того, какого пола особь разовьется из зиготы. Будущий пол может определяться внешними условиями (если личинка червя бонеллия находится на дне океана, то из нее развивается самка, а если на хоботке самки — самец), плоидностью организма (у пчел и муравьев гаплоидные особи — самцы, а диплоидные — самки) или специальными половыми хромосомами, как у дрозофил (остальные хромосомы в этом случае называют аутосомами) (рис. 32.1).

Половые хромосомы

Если пол организма определяется с помощью половых хромосом, то таких хромосом одна или две. Если половых хромосом две, то они, как правило, отличаются по размеру (одна большая, а вторая маленькая). А особи разного пола имеют или две большие хромосомы (гомогаметный пол), или одну большую и одну маленькую (гетерогаметный пол). Обозначают такие хромосомы буквами латинского алфавита.

Рис. 32.1. Факторы, определяющие пол будущей особи

Рис. 32.2. Образование гамет различными типами гомо- и гетерогаметного пола

У разных организмов гомогаметним может быть как женский, так и мужской пол. Например, у млекопитающих и мух гомогаметным является женский пол (его представители имеют по две Х-хромосомы, генотип — XX), а гетерогаметным — мужской (его представители имеют одну X- и одну Y-хромосому, генотип — ХY). У большинства птиц и бабочек, наоборот, гомогаметным полом является мужской (его представители имеют по две одинаковые хромосомы, но обозначаются они уже другой латинской буквой — Z, генотип — ZZ), а гетерогаметным — женский (генотип — ZW) (рис. 32.2).

Гены, сцепленные с полом

Гены, расположенные в половых хромосомах, называются генами, сцепленными с полом. Примерами таких генов являются гены окраски глаз в Х-хромосоме дрозофилы, гены дальтонизма и гемофилии в Х-хромосоме человека и гены гипертрихоза и ихтиоза в Y-хромосоме человека.

Особенностью генов, которые сцеплены с полом, является то, что они могут находиться в состоянии гемизиготы. Гемизигота — это диплоидная особь, имеющая только один аллель данного гена. Это состояние возникает потому, что особи одного из полов имеют две разные половые хромосомы. Например, у котов в Х-хромосоме генов много, а в Y-хромосоме мало. Из-за этого даже рецессивные аллели генов Х-хромосомы будут проявляться в фенотипе, потому что нет второй Х-хромосомы с доминантным аллелем.

Наследование генов половых хромосом

Рассмотрим особенности наследования генов, сцепленных с полом, на примере млекопитающих. С генами, которые расположены в Y-хромосоме самцов, все просто. Они передаются только самцу и у самок проявляться не могут. Они всегда находятся в состоянии гемизиготы, потому что в норме эта хромосома в ядре клетки только одна.

Наследование генов, расположенных на Х-хромосомах, более сложное. В организме самок они ведут себя как обычные гены аутосом (неполовых хромосом), так как Х-хромосом здесь две. А в организме самцов эти гены проявляют себя в состоянии гемизиготы. Поэтому признаки, которые определяются рецессивными аллелями таких генов, проявляются у самцов всегда. А получают они их от своих матерей (рис. 32.3).

Рис. 32.3. Схема наследования признака, ген которого расположен в Х-хромосоме

У некоторых животных половые хромосомы представлены только одним типом, при этом один из полов имеет только одну половую хромосому, а второй — две одинаковые. Так, среди клопов, ящериц и некоторых птиц встречаются виды с генотипами мужского и женского пола — ZZ и Z0, Х0 и XX соответственно (цифра 0 записи означает отсутствие второй пары хромосомы).

У утконоса пять пар половых хромосом. В его гаметах содержится или пять Х-хромосом, или пять Y-хромосом. Эти хромосомы образуют один комплекс и при делении клетки всегда расходятся вместе.

У общего предка однопроходных и других млекопитающих, жившего около 165 млн лет назад, половых хромосом еще не было.

У живых организмов существует несколько способов определения будущего пола. Один из самых распространенных — с помощью половых хромосом. У млекопитающих набор половых хромосом самцов — ХY, самок — XX. Гены, расположенные в половых хромосомах, называются генами, сцепленными с полом. Признаки, определяемые рецессивными аллелями генов Х-хромосомы, проявляются у самцов, но передаются через самок. Гены, расположенные в Y-хромосоме, передаются напрямую по линии самцов.