Войти
| Половая дифференциация | |
|---|---|
 Дифференциация мужской и женской репродуктивных систем не происходит до эмбрионального периода развития. | |
| Анатомия терминология [редактировать Викиданные ] |
Половая дифференциация - это процесс развития различий между самцами и самками из недифференцированной зиготы. Появление клеток Сертоли у самцов и клеток гранулезы у самок можно рассматривать как отправную точку для дифференцировки яичек или яичников у многих видов.
Как самцов, так и самок. индивидуумы развиваются из эмбрионов в зрелых взрослых, появляются половые различия на многих уровнях, такие как гены, хромосомы, гонады, гормоны, анатомия и психика. Начиная с определения пола генетическими факторами и / или факторами окружающей среды, люди и другие организмы проходят различные пути дифференциации по мере своего роста и развития. Эти процессы не фиксированы и могут изменяться в течение жизни одного организма или в течение многих поколений эволюционно. В некоторых случаях процессы половой дифференциации могут производить организмы, которые одновременно являются мужчинами и женщинами, между двумя полами или переключаться между ними.
Люди, многие млекопитающие, насекомые и другие животные имеют систему определения пола XY. У человека сорок шесть хромосом, включая две половые хромосомы, XX у женщин и XY у мужчин. Y-хромосома должна нести по крайней мере один существенный ген, который определяет образование яичек (первоначально названный TDF). Было обнаружено, что ген в определяющей пол области короткого плеча Y, теперь обозначаемый как SRY, направляет выработку белка, фактора, определяющего яичко, который связывает к ДНК, вызывая дифференцировку клеток, происходящих от генитальных гребней, в семенники. У трансгенных мышей XX (и некоторых людей XX самцов ) одного SRY достаточно для индукции дифференцировки самцов.
Другие хромосомные системы существуют в других таксонах, таких как ZW sex- система определения у птиц и система XO у насекомых.
Определение пола в окружающей среде относится к определению (а затем дифференциации) пола с помощью негенетических сигналов, таких как социальные факторы, температура и доступные питательные вещества. У некоторых видов, таких как гермафродит рыба-клоун, дифференциация пола может происходить более одного раза в ответ на различные сигналы окружающей среды, предлагая пример того, как дифференциация пола не всегда следует типичному линейному пути.
С течением времени у рептилий произошло несколько переходов между экологической и генетической системами определения пола, и недавние исследования показали, что температура иногда может преобладать над определением пола с помощью хромосом.
Человек Y-хромосома с геном SRY, который кодирует белок, регулирующий половую дифференциацию. Ранние стадии дифференцировки человека, по-видимому, очень похожи на те же биологические процессы у других млекопитающих, а взаимодействие генов, гормонов и структур тела довольно хорошее. понял. В первые недели жизни плод не имеет анатомического или гормонального пола, и только кариотип отличает самца от самки. Конкретные гены вызывают гонадные различия, которые вызывают гормональные различия, которые вызывают анатомические различия, ведущие к психологическим и поведенческим различиям, некоторые из которых являются врожденными, а некоторые вызваны социальной средой.
Различные процессы вовлечены в развитие половых различий у людей. Половая дифференциация у людей включает развитие различных гениталий и внутренних половых путей, груди, волос на теле и играет роль в идентификации пола.
Развитие половых различий начинается с системы определения пола XY, который присутствует у людей, и сложные механизмы ответственны за развитие фенотипических различий между мужчинами и женщинами людьми от недифференцированных зигота. Атипичное половое развитие и неоднозначные гениталии могут быть результатом генетических и гормональных факторов.
Дифференциация других частей тела, кроме полового органа, создает вторичные половые признаки. Половой диморфизм строения скелета развивается в детстве и становится более выраженным в подростковом возрасте. Было продемонстрировано, что сексуальная ориентация коррелирует с признаками скелета, которые становятся диморфными в раннем детстве (такими как отношение длины рук к росту), но не с признаками, которые становятся диморфными в период полового созревания, такими как ширина плеч.
Первые гены, участвующие в каскаде дифференциации, могут различаться между таксонами и даже между близкородственными видами. Например: у рыбок данио первым известным геном, индуцирующим дифференцировку самцов, является ген amh, у тилапии - tDmrt1, а у южных сомов - foxl2.
У рыб из-за того, что способы размножения варьируются от гонохоризма (разные полы) до самооплодотворяющего гермафродитизма (когда один организм имеет функционирующие гонадные признаки нескольких полов), половая дифференциация сложна. Существуют два основных пути развития гонохоров: один с нефункциональной межполовой фазой, ведущей к отсроченной дифференцировке (вторичный), и один без (первичный), где различия между полами могут быть отмечены до вылупления. Вторичные гонохористы остаются в фазе интерсекс до тех пор, пока биотический или абиотический сигнал не направит развитие по одному пути. Первичный гонохоризм без интерсекс-фазы следует классическим путям генетической детерминации пола, но все же может быть позже подвержен влиянию окружающей среды. Пути дифференцировки прогрессируют, и вторичные половые признаки, такие как раздвоение и украшение анального плавника, обычно возникают в период полового созревания.
У птиц, благодаря исследованиям Gallus gallus domesticus, было показано, что определение пол, вероятно, автономен для клеток, то есть пол определяется в каждой соматической клетке независимо от или в сочетании с гормональной сигнализацией, имеющейся у других видов. Исследования на цыплятах гинандроморф показали, что мозаицизм нельзя объяснить только гормонами, что указывает на прямые генетические факторы, возможно, на один или несколько Z-специфических генов, таких как двуполый или DMRT1.
Наиболее интенсивно изученные виды, такие как плодовые мухи, нематоды и мыши, показывают, что эволюционно системы определения пола / дифференциации не сохраняются полностью и эволюционировали с течением времени. Помимо наличия или отсутствия хромосом или социальных / экологических факторов, половая дифференциация может частично регулироваться сложными системами, такими как соотношение генов в Х-хромосомах и аутосомах, выработка и транскрипция белка и специфическое сплайсинг мРНК.
Пути дифференцировки можно изменить на многих этапах процесса. Изменение пола, при котором развитие полового фенотипа перенаправляется во время эмбрионального развития, происходит в фазе инициации дифференциации пола гонад. Даже у видов, у которых есть хорошо задокументированный главный регулятор-ген, его эффекты могут перекрываться нижележащим геном.
Более того, гермафродиты служат примером гибкости систем половой дифференциации. Последовательные гермафродиты - это организмы, которые обладают репродуктивными способностями одного пола, а затем этот пол меняется. Дифференцированная ткань гонад прежнего пола организма дегенерирует, а ткань новых половых гонад растет и дифференцируется. Организмы, которые обладают физиологической способностью воспроизводиться как самец и как самка одновременно, известны как одновременные гермафродиты. Некоторые одновременные гермафродитные организмы, такие как некоторые виды бычков, имеют отличительные мужские и женские фазы размножения и могут переключаться между ними взад и вперед / «менять пол».
У некоторых видов, таких как последовательно гермафродитные рыбы-клоуны, изменения в социальной среде могут привести к половому различию или смене пола, то есть дифференциации в противоположном направлении. У рыб-клоунов самки крупнее самцов, и в социальных группах обычно бывает одна крупная самка, несколько более мелких самцов и недифференцированная молодь. Если исключить самку из группы, самый крупный самец меняет пол, то есть бывшая ткань гонад дегенерирует и растет новая ткань гонад. Более того, путь дифференциации активируется у самого крупного молодняка, который становится самцом.
Половая дифференциация у вида не обязательно должна приводить к одному распознаваемому типу самки и одному распознаваемому типу самца.. У некоторых видов существуют альтернативные морфы или морфотипы внутри одного пола, такие как фланцевые (больше самок, с большими лоскутными подушечками на щеках) и безфланцевые (примерно того же размера, что и самки, без щеки). pads) самцы орангутанов, и иногда различия между морфами самцов могут быть более заметными, чем различия между самцом и самкой внутри таких видов. Кроме того, половой отбор может быть задействован в развитии различных типов самцов с альтернативными репродуктивными стратегиями, таких как самцы-кроссовки и территориальные самцы у навозных жуков или гаремичные самцы и самцы, образующие пары в нигерийская рыба цихлида P. пулчер. Иногда альтернативные морфы возникают из-за генетических различий, а в других случаях может быть задействована среда, демонстрируя некоторую степень фенотипической пластичности.
У многих животных различия в воздействии мозг плода на половые гормоны коррелируют со значительными различиями в структуре и функциях мозга, которые коррелируют с репродуктивным поведением взрослых. Причины различий между полами понятны только у некоторых видов. Половые различия плода в человеческом мозге в сочетании с ранними различиями в опыте могут быть причиной половых различий, наблюдаемых у детей от 4 лет до подросткового возраста.
Многие отдельные исследования на людях и других приматах обнаружили статистически значимые половые различия в конкретных структуры мозга; однако некоторые исследования не обнаружили никаких половых различий, а некоторые и метаанализы поставили под сомнение чрезмерное обобщение того, что мозг женщин и мужчин функционирует по-разному. Мужчины и женщины статистически различаются по некоторым аспектам своего мозга, поскольку у мужчин в среднем мозг больше (от 8% до 13%), но есть области мозга, которые, по-видимому, вообще не дифференцируются по половому признаку. Некоторые ученые описывают вариации человеческого мозга не как две разные категории, а как занимающие место в континууме мужского и женского пола.
У птиц гипотезы половых различий в мозге самца и самки были оспорены недавними открытиями, согласно которым различия между группы можно хотя бы частично объяснить рангом доминирования индивида. Кроме того, поведенческие причины половых различий в мозге были перечислены в исследованиях половых различий между различными системами спаривания. Например, самцы полигамных видов полевок с внутриполовой конкуренцией самцов имеют лучшее пространственное обучение и память, чем самки их собственного вида, но также лучше пространственное обучение и память, чем представители всех полов других близкородственных видов, являющихся моногамными; таким образом, различия в мозге, обычно называемые «половыми различиями», вместо этого были связаны с конкуренцией. Половой отбор действительно играет роль у некоторых видов, хотя самцы, демонстрирующие большее песенное поведение, выбираются самками - так что некоторые половые различия в участках мозга пения птиц, по-видимому, эволюционно отобраны на протяжении определенного периода времени.
