Люди досить давно задумалися над питанням: від чого залежить народження хлопчика або дівчинки. Можливо, сильні світу цього, яким було важливо привести на світ спадкоємця чоловічої статі, першими стали міркувати над тим, як збільшити шанси на успіх.
хромосоми людини
Wikimedia Commons
Аристотель вважав, що вибір статі визначається теплом чоловіки під час зачаття. Чим гаряче пристрасть, тим вище ймовірність народження хлопчика. Якщо ж батько не молодий, але бажає обзавестися сином, Аристотель радив зачинати дитину влітку, коли тепло. З часів Аристотеля і до початку XX століття вчені пов'язували визначення статі з зовнішніми умовами: температурою, харчуванням батьків і так далі. Лише в 1905 році був виявлений відомий тепер навіть школяреві факт: стать залежить від хромосомного набору. У чоловіків є дві статеві хромосоми X і Y, а у жінок - X і X.
Якщо є Y-хромосома - це завжди хлопчик. Навіть якщо в результаті збоїв в розвитку у людини буде дві, три, чотири X-хромосоми при одній Y-хромосомі, це єдиною хромосоми буде досить для народження хлопчика. Правда, в цих випадках патологія все-таки проявляється (так званий синдром Клайнфельда ). Чоловіки з набором хромосом XXY зазвичай безплідні, у них дещо знижений інтелект, є й інші аномалії в розвитку. Якщо ж Y-хромосоми немає, а є тільки одна статева хромосома X, народжується дівчинка з цілим набором аномалій в розвитку ( синдром Шерешевського-Тернера ).
Якщо бути більш точним, народження хлопчика обумовлює не вся Y-хромосома, а лише певний її ділянку, який отримав назву SRY (sex determining region Y). Ген SRY у ембріона людини змушує зачаток його статевих залоз формуватися в чоловічі залози. Потім залози починають виділяти свої гормони, які і направляють весь розвиток організму за чоловічим типом.
Y-хромосома може виявитися «бракованої», з відсутнім плечем. Якщо у неї немає плеча, що містить SRY, то вийде дівчинка (хоч і з набором хромосом XY). Якщо у Y-хромосоми відсутня друге плече - хлопчик. Більш того, існують навіть чоловіки з набором XX, але у них в результаті мутації ділянку SRY з Y-хромосоми перенісся в X-хромосому ( транслокация ). Такий хромосомний набір має приблизно один чоловік на 20 тисяч.
Визначення статі такого типу (XX - самка, XY - самець) характерно і переважної більшості інших ссавців. Якщо ж ми звернемося до інших хребетних тварин - рептиліям і птахам, то зустрінемо протилежну систему. У них дві однакових статевих хромосоми властиві самцям, а різні - самкам. Хромосомні набори в цьому випадку позначаються ZZ (у самців) і ZW (у самок).
Є більш рідкісні типи визначення статі, в яких одна з двох статевих хромосом може бути відсутнім. Їх два, в одному у самок набір XX, а у самців X0 (нулем позначається відсутність хромосоми), у другому у самців набір ZZ, а у самок Z0. Ці типи зустрічаються, наприклад, у деяких комах.
Визначення статі за типом X0 / XX є у популярного лабораторного тваринного - нематоди Caenorhabditis elegans , Тільки у неї набір X0 мають самці, а XX - НЕ самки, а гермафродити. При цьому гермафродити здатні до самозапліднення, в результаті якого народжуються нові гермафродити (і лише 0,02% самців). Самці ж можуть запліднювати гермафродитів, причому їх сперма має перевагу в конкурентній боротьбі, тому в цьому випадку з'являється рівну кількість самців і гермафродитів.
Іноді стать визначається нестандартно. У іншого популярного лабораторного об'єкта - мухи-дрозофіли - визначення статі обумовлено співвідношенням між X-хромосомами і нестатевими хромосомами (аутосомами). Якщо число X-хромосом дорівнює числу аутосом, то з'являється самка, якщо X-хромосом в два рази менше, ніж аутосом, то самець. Є більш рідкісні випадки. При співвідношенні X-хромосом і аутосом в пропорції два до трьох, розвиваються так звані «інтерсекс». Якщо на одну X-хромосому припадають три аутосоми, то виходять «метасамци», а якщо X-хромосом більше, ніж аутосом, народжуються «метасамкі». «Метасамци» і «метасамкі» зазвичай мало життєздатні. Y-хромосоми у дрозофіл теж є, але вони не беруть участь у визначенні статі, а лише відповідають за здатність самців залишити потомство.
Більш того, одна муха дрозофіла може мати як жіночі, так і чоловічі клітини, тобто одні частини мухи мають вигляд, характерний для самок, а інші - для самців. Це відбувається, коли при ембріональному розвитку якісь з клітин втрачають одну з X-хромосом (рівновага порушується і розвиток йде за чоловічим типом). У ссавців загальний розвиток регулюється гормонами, але у комах статевих гормонів немає, і кожна клітина «вибирає» підлогу, виходячи з дістався їй хромосомного набору. Подібні особи називаються гінандроморфамі. Гінандроморфи зустрічаються і серед інших комах.
Великий палочник Heteropteryx dilatata. Гінандроморф.
Метелик голубянка ікар (Polyommatus icarus). Гінандроморф.
А ось до кого підходили слова Аристотеля про залежність статі дитини від тепла, так це до черепахам і крокодилам. У більшості черепах, всіх видів крокодилів, а також у деяких ящірок температура, при якій розвиваються яйця, визначає появу на світ самців або самок. Як правило, з яєць, інкубіруемих при більш низькій температурі, з'являється якийсь один підлогу, з яєць, інкубіруемих при більш високій температурі, інший, і лише невеликий температурний проміжок із середнім значенням забезпечує наявність і самців, і самок. Для морської черепахи Caretta caretta температура нижче 28 ° С спричиняє народження одних самців, вище 32 ° С - виключно самок, але якщо вона буде в діапазоні від 28 ° С до 32 ° С, народяться і ті, і інші.
Зв'язок між співвідношенням підлог і температурою інкубації у деяких видів ящірок і черепах.
У 1982 році Фергюссон і Джоанна висунули гіпотезу, згідно з якою цим властивістю володіли також і динозаври. Отже, вимирання динозаврів викликано тим, що через кліматичні зміни у них вилуплюються дитинчата тільки однієї статі. Зовсім недавно в науковому журналі Nature Climate Change була опублікована стаття , Автори якої вважають, що з тієї ж причини вимирання може загрожувати морським черепахам. Через потепління серед їх потомства народжується все менше самців. В даний момент на островах Зеленого Мису, якщо яйця черепах відкладені на пляжах зі світлим піском, вилуляется 70,10% самок, а якщо пісок темний, то 93,46% самок.
Існує донне морська тварина Bonellia viridis . Раніше воно з групою споріднених видів включалося в тип кільчастих хробаків, тепер відноситься до окремого типу - ехіуріди (Echiurida). Мікроскопічна личинка Бонелло забезпечена віям, завдяки яким рухається в товщі води. Потім вона опускається на дно і «вирішує», який підлогу вибрати, ставши дорослою Бонелло. Якщо вона виявиться на грунті, то перетворитися в самку - зеленувате червоподібне істота з роздвоєним хоботком, довжиною до 15 см. Але якщо личинка опуститься на хоботок інший самки Бонелло, то вона стане самцем. Самці Бонелло дуже нагадують личинок. Довжина їх всього 1-3 мм. Вони заповзають в тіло самки, де і живуть, ведучи, прямо скажемо, паразитичний спосіб життя, в її статевій системі. Там вони запліднюють яйця, яйця потрапляють у воду, з них виходять плаваючі личинки, і все повторюється. Поява самців Бонелло не залежить від генів, а викликається речовинами, які виділяються з хоботка самки. Своєрідний життєвий цикл Бонелло з самцями-паразитами відкрив ще 1868 році зоолог Олександр Ковалевський , А ось механізм визначення статі у них з'ясували пізніше.
Морські черевоногі молюски виду Crepidula fornicata відрізняються тим, що заповзають один на одного, утворюючи піраміди. Спочатку всі вони самці. Потім їх репродуктивна система атрофується, але через якийсь час виникає знову. При цьому вторинному розвитку визначення статі заздрості від місця молюска в піраміді. Молюск, прикріплений до самки, стає самцем. Але через наявність численних самців деякі з них стають самками. Якщо ж молюск став самкою, в самця він уже перетворитися не може.
Група молюсків Crepidula fornicata
В середині травня журнал Nature опублікував статтю великої групи японських біологів, які досліджували механізм визначення статі у шовковичного шовкопряда (Bombyx mori). Здавалося б, у шовкопряда досить поширена система ZZ - самці, ZW - самки. Але дослідники не змогли виявити жодного білка, який би кодувала W-хромосома шовкопряда. Більш того, методами біоінформатики вони не зуміли знайти жодної послідовності на цій хромосомі, яка хоча б нагадувала щось кодує білок.
Як же хромосома впливає на стать? Вчені змогли з'ясувати, що на W-хромосомі створюються специфічні малі молекули РНК - так звані piwi-РНК . Механізм, який визначає стать шовкопряда, нагадує РНК-інтерференції. Тільки в ній беруть участь не малі интерферирующие РНК або мікроРНК, а ці самі piwi-РНК. Вони блокують дію гена, що знаходиться на Z-хромосомі і визначає розвиток самця. В результаті метелик стає самкою. Це перший відомий науці випадок, коли стать визначається за допомогою РНК.
Робота японських вчених має не тільки теоретичне значення. Фахівці з шелководству давно хотіли б навчитися маніпулювати визначенням статі у гусениць шовкопряда, так як самці дають шовк куди більш високої якості.
джерело: Максим Руссо polit.ru
Як же хромосома впливає на стать?
