System determinacji płci: bardziej skomplikowana, niż ci się wydawało

Od czegoś tak małego i złożonego jak chromosom, do czegoś tak pozornie prostego jak pogoda, systemy determinacji płci różnią się znacząco w całym królestwie zwierząt. Biolog i nauczyciel Aaron Reedy przedstawia nam niesamowite różnice pomiędzy gatunkami, w kwestii czynników decydujących o płci.

Lekcja: Aaron Reedy, animacja: BuzzCo (http://buzzzco.com).

(Muzyka)

Moja żona oczekuje
naszego pierwszego dziecka

i gdy ludzie widzą jej duży brzuch

prawie zawsze pytają najpierw

"chłopiec czy dziewczynka?".

To pytanie skrywa pewne założenie,

które bierzemy za pewnik,
bo wiemy jak działa ludzki organizm.

Przy dzieciach zakładamy, że na 50%

będzie to chłopczyk lub dziewczynka.

Ale dlaczego tak jest?

Odpowiedź zależy
od systemu determinacji płci

wykształconego przez nasz gatunek.

Dla większości ssaków

płeć dziecka określana jest genetycznie

przez system chromosomów XY.

Ssaki mają parę chromosomów płciowych

jeden przekazywany przez matkę,
jeden przez ojca.

Dwa chromosomy X dają dziewczynkę,

X i Y razem dają nam chłopca.

Samice mogą w jajeczkach
przekazać tylko chromosom X,

a samce przekazują w spermie
chromosom X lub Y,

więc o płci decydują geny ojca,

a szanse, że potomek będzie
płci męskiej lub żeńskiej wynosi 50%.

System ten dobrze
sprawdza się wśród ssaków,

jednak na drzewie życia
widać też inne systemy,

które dla innych zwierząt
działają tak samo dobrze.

U niektórych zwierząt
płeć też determinowana jest genetycznie,

ale ich systemy różnią się od naszego.

Płeć ptaków i niektórych gadów
określana jest genetycznie,

jednak nie wypływa na nią ojciec,

lecz matka.

W tych grupach

para chromosomów Z daje samca,

więc samce mogą przekazać
tylko ten chromosom.

Jednakże u tych zwierząt

para chromosomów Z i W daje samicę.

Szanse na samca lub samicę
wciąż wynoszą 50%,

jednak zależą od tego,

czy matka przekaże do jajka
chromosom Z czy W.

Genetyczna determinacja płci
pewnych grup zwierząt

przebiega zupełnie inaczej.

Mrówki mają jeden
z najciekawszych systemów

decydujących o płci.

Dlatego jeżeli jesteś samcem mrówki,

nie posiadasz ojca.

W koloni mrówek istnieje
ścisły podział obowiązków.

Są żołnierze, którzy bronią kolonii,

robotnice, które zbierają jedzenie,
czyszczą gniazdo i dbają o młode,

a także królowa i niewielka grupa
samców rozpłodowych.

Królowa po kopulacji
przechowuje spermę samców.

Tu zaczyna się robić ciekawie.

Jeżeli królowa użyje spermy
do zapłodnienia jajeczka,

wykluje się samica.

Z jaja niezapłodnionego

również wykluje się mrówka,

ale będzie to samiec.

Jak widać, samiec mrówki
nie może mieć ojca.

Samce mrówek tak właśnie żyją,

mając tylko jedną kopię każdego genu,

niczym chodząca komórka rozrodcza.

System ten to haplodiploidalność,

a spotykany jest nie tylko u mrówek,

ale też u innych społecznych owadów
jak pszczoły czy osy.

Jako że nasza płeć
określana jest przez geny

i wiemy, że płeć innych zwierząt także,

łatwo założyć, że płeć wszystkich zwierząt

musi być determinowana przez geny.

Jednak u niektórych zwierząt
"chłopiec czy dziewczynka?"

nie ma nic wspólnego z genami

i może zależeć nawet od pogody.

Tak to wygląda u aligatorów
czy większości żółwi.

Dla tych zwierząt płeć embrionu w jajku

określana jest przez temperaturę.

Płeć nie jest określona
przy składaniu jajka

i pozostaje nieokreślona aż do momentu,

w którym okres rozwoju
osiągnie moment krytyczny.

Wówczas płeć określana jest

przez temperaturę panującą w gnieździe.

W przypadku żółwia malowanego,

wysoka temperatura
w momencie krytycznym sprawi,

że z jaj wyklują się samice,

zaś niska temperatura sprawi,
że będą to samce.

Nie jestem pewien,
kto wymyślił to skojarzenie,

ale można zapamiętać,
że w przypadku żółwi malowanych

mamy gorące dziewczyny
i chłodnych chłopaków.

Dla pewnej tropikalnej ryby, kwestia płci

nie jest rozwiązana
aż do pewnego momentu zycia.

Dla przykładu, wszystkie błazenki
zaczynają życie jako samce.

Podczas dojrzewania stają się samicami.

Żyją w małych grupach
o ścisłej hierarchii,

gdzie tylko dominująca para
może mieć potomstwo.

Co niesamowite, gdy umiera
samica dominująca w grupie

największy, dominujący samiec

zamienia się w samicę
i zajmuje jej miejsce,

a każdy pozostały samiec
awansuje o jedną pozycję w hierarchii.

U innego zwierzęcia morskiego,

szczetnicy,

płeć potomków określa
inny aspekt środowiska.

Wszystko zależy od tego,

w którym miejscu dna morskiego
upadnie larwa.

Jeżeli upadnie na otwartej powierzchni,

wtedy będzie to samica.

Jeżeli upadnie na innej samicy,

wtedy będzie to samiec.

O płci niektórych gatunków
decyduje genetyka.

W innych przypadkach - środowisko.

Niektóre gatunki nawet
nie przejmują się tą kwestią.

Na przykład jaszczurki
z rodzaju cnemidophorus.

Dla tych pustynnych jaszczurek
wszystko jest proste.

To samica. To zawsze jest samica.

Praktycznie wszystkie gatunki
to same samice,

z jaj wykluwają się jedynie
ich własne klony.

Więc, chłopiec czy dziewczynka?

W całym królestwie zwierząt,

wszystko zależy
od systemu determinacji płci.

U ludzi o wszystkim decyduje
system chromosomów XY.

Żona i ja dowiedzieliśmy się,

że to będzie chłopiec.