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性別決定系統

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動物的某些染色體性別決定係統

性別決定系統(英語:Sex-determination system)決定生物性特徵的發展。大部分動物和植物有兩個性別,但也有些生物只有一種,或是多於兩種,如四膜蟲的「性別英语Mating type」(Mating type)就有七種類型。在許多情況下,性别由遗传物质决定:雄性雌性有不同的等位基因甚至不同的基因,說明他們的性形態。在動物及雌雄異株的植物中,這往往伴隨著染色體的差異。在其他情況下,性別是由環境因素(如溫度)或社會因素。決定系統的一些細節目前還沒有完全理解。

染色體決定

  • XX/XY (XY性別決定系統):在大部分哺乳動物(包括人類)和部分昆蟲中,雌性有兩條X染色體,雄性有一條X染色體和一條Y染色體,植物中的銀杏亦屬之。[1]植物中的酸模,XY是雄性,XXX的是雌雄同株。
  • XX/X0 (X0性別決定系統):XY 性染色體的變異,在直翅目昆蟲(如草蜢蟋蟀)中,雄性只有一條X染色體(X0),雌性有兩條染色體(XX),植物中的花椒亦屬之。在某些動物,X0是雄性,XX的是雌雄同體,如秀麗隱桿線蟲
  • ZZ/ZW (ZW性別決定系統):XY 性染色體的相反,在鳥類和部分昆蟲中,雌性有兩條不同的染色體(ZW),雄性有兩條相同的染色體(ZZ),植物中的草莓亦屬之。
  • ZZ/Z0 (Z0性別決定系統):ZW 性染色體的變異,在毛翅目昆蟲中,雌性只有一條染色體(Z0),雄性有兩條染色體(ZZ)。
  • 染色體倍性性別決定系統染色體倍性):在膜翅目昆蟲(如螞蟻蜜蜂)中,未受精的卵子發育成單倍體會成為雄性,發育成雙倍體會成為雌性(較可能是不育的個體)。因此,蜂王若與其他蜂巢的雄蜂交配後,她的女兒們彼此之間,也至少會有½的基因是相同 平均有 ¾基因是相同的,而並非XY和ZW中的平均有½基因(又因為這種雄性,只會生產女兒,因此沒有自己父親及兒子,但卻可有自己的爺爺和孫子)。因為可以更為增加親屬選擇,這可能也是這些昆蟲多為社會性昆蟲的主要原因。
基因共享比例在單倍體雙倍體性別決定系統關係中
性別 女兒(@α)/(Aα) 兒子 (@)/(A) 母親 (Aa) 父親 (@) 全姐妹(@a)/(@A) 全兄弟(a)/(A)
雌性(@A) 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 ~ 1 0 ~ 1/2
雄性(A) 1 N/A 1 N/A 0 ~ 1/2 0 ~ 1

非遺傳性性別決定系統

  • 溫度-性別決定系統:在部分爬行動物中(如鱷魚、一些烏龜喙頭蜥),性別受孵化溫度影響。
  • 順序性雌雄同體
    • 部分蝸牛,成年時最初為雄性,後來變為雌性。
    • 熱帶小丑魚:群體內的首領為雌性,其他則是雄性。雙帶錦魚則和熱帶小丑魚相反,首領為雄性。[2]
    • 海洋蠕蟲 Bonellia viridis:幼蟲與成年雌性接觸會成長為雄性,幼蟲在光禿禿的海底結束幼蟲期會成長為雌性。

但是,有些物種是沒有性別決定系統的。雌雄同體包括蚯蚓和部分的蝸牛。部分魚種、爬行動物和昆蟲是單性生殖,完全是雌性。在一些節肢動物,性別是透過細菌感染來決定:當節肢動物感染了沃爾巴克氏體屬細菌,會改變動物的性別。一些物種天生的性別原來只有ZZ,令沃爾巴克氏體的存在決定了物種的性別。

其他不尋常的系統(這部分還在研究中):

  • 劍尾魚
  • 搖蚊科
  • 鴨嘴獸:有10條性染色體,但缺乏哺乳動物的性別決定的SRY基因而是由AMH基因決定,這意味著鴨嘴獸的性別決定過程仍然不明。

参考文献

  • (中文) 现代生物学基础 第二版 靳德明编著
  1. ^ 科学网—Y染色体会最终消失吗?男人呢? - 王皓的博文. [2018-01-29]. (原始内容存档于2022-01-18). 
  2. ^ 科学网—生物的“性”事知多少 - 朱钦士的博文. [2018-01-29]. (原始内容存档于2019-06-02). 

參見