Одной из важнейших проблем в биологии всегда была загадка рождения организмов разного пола. Сотни гипотез о природе этого явления были опубликованы в прошлых веках, и особенно в XIX в. Однако только хромосомная теория разъяснила проблему. Она показала, в чем состоит внутренний механизм детерминации пола и почему в природе в большинстве случаев рождается половина особей мужского и половина особей женского пола.
Определение пола, первичные и вторичные половые признаки.
Пол - это совокупность морфологических, физиологических, биохимических, поведенческих и других признаков организма, обусловливающих репродукцию. Признаки пола присущи всем живым организмам, даже бактерии имеют генетические и биохимические признаки пола.
Признаки пола подразделяются на 2 группы: первичные и вторичные.
1.1. Первичные половые признаки представлены органами, принимающими непосредственное участие в процессах воспроизведения, т. е. в гаметогенезе и оплодотворении. Они формируются в период эмбриогенеза.
1.2. Вторичные половые признаки (особенности телосложения, тембр голоса, степень развития волосяного покрова и др.) не принимают непосредственного участия в репродукции, но способствуют встрече особей разного пола. Они зависят от первичных половых признаков, развиваются под воздействием половых гормонов и появляются у организмов в период полового созревания (у человека в 12 — 15 лет).
Соматические признаки особей, обусловленные полом, подразделяются на три категории:
ограниченные полом,
контролируемые полом и
сцепленные с половыми хромосомами.
1.3. Развитие признаков, ограниченных полом, обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но проявляются они только у особей одного пола (яйценоскость у кур, молочность у коров).
1.4. Развитие признаков, контролируемых полом, обусловлено генами, расположенными также в аутосомах обоих полов, но степень и частота проявления их (экспрессивность и пенетрантность) разная у особей разного пола. Это особенно заметно проявляется у гетерозигот, у которых происходит сдвиг доминантности. Изменение доминантности гена обусловлено влиянием половых гормонов (облысение и нормальный рост волос у человека).
3. Теории определения пола.
Пол у большинства животных и растений определяется генетически в момент оплодотворения. При исследовании кариотипов многих животных было установлено, что у женского организма каждая хромосома имеет парную (идентичную по размерам, морфологии и содержанию генов), а у мужских организмов имеются две непарные хромосомы, которые резко отличаются по величине, морфологии и заключенной в них генетической информации. При дальнейшем исследовании было показано, что эти непарные хромосомы и определяют пол организма. Их назвали половыми, или гетерохромосомами, в отличие от остальных - аутосом. Большую из непарных хромосом, одинаковую у мужского и женского организмов, назвали Х-хромосомой, а меньшую, имеющуюся только у мужских организмов, — У-хромосомой.
3.1. Хромосомная теория пола
К. Корренса (1907). Суть ее заключается в том, что пол будущего потомка определяется сочетанием половых хромосом в момент оплодотворения. Пол, имеющий одинаковые половые хромосомы, называют гамогаметным, так как он дает один тип гамет, а имеющий тип гамет, а имеющий разные — гетерогаметным, так как он образует два типа гамет. У человека, всех млекопитающих, мухи дрозофилы гомогаметный пол женский, а гетерогаметный- мужской.
Мужской и женский пол различаются наличием особой пары половых хромосом. Пара половых хромосом гомогаметного пола состоит из двух одинаковых хромосом в виде ХХ. В некоторых крайних случаях гетерогаметный пол совершенно теряет второй компонент пары половых хромосом в виде Y-хромосомы. В этих случаях половые хромосомы представлены одной хромосомой (тип ХО). Гетерогаметным полом у различных форм бывает разный пол. У человека, дрозофилы и других форм гетерогаметен мужской пол, который обладает XY-хромесомами. У клопа Protenor гетерогаметность мужского пола связана с наличием одной Х-хромосомы (тип ХО). У птиц, бабочек и у ряда других видов гетерогаметен женский пол типа XY. У некоторых бабочек гетерогаметен женский пел, имеет тип XO. Во всех этих случаях наследование пола определяется хромосомной конституцией образующихся гамет и дает в каждом поколении отношение самок к самцам по формуле 1:1 (табл).
