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性别决定系统

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性别决定系统(英语:Sex-determination system)决定生物性特征的发展。大部分动物和植物有两个性别,但也有些生物只有一种,或是多于两种,如四膜虫的“性别英语Mating type”(Mating type)就有七种类型。在许多情况下,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,说明他们的性形态。在动物及雌雄异株的植物中,这往往伴随着染色体的差异。在其他情况下,性别是由环境因素(如温度)或社会因素。决定系统的一些细节目前还没有完全理解。

染色体决定

  • XX/XY (XY性别决定系统):在大部分哺乳动物(包括人类)和部分昆虫中,雌性有两条X染色体,雄性有一条X染色体和一条Y染色体,植物中的银杏亦属之。[1]植物中的酸模,XY是雄性,XXX的是雌雄同株。
  • XX/X0 (X0性别决定系统):XY 性染色体的变异,在直翅目昆虫(如草蜢蟋蟀)中,雄性只有一条X染色体(X0),雌性有两条染色体(XX),植物中的花椒亦属之。在某些动物,X0是雄性,XX的是雌雄同体,如秀丽隐杆线虫
  • ZZ/ZW (ZW性别决定系统):XY 性染色体的相反,在鸟类和部分昆虫中,雌性有两条不同的染色体(ZW),雄性有两条相同的染色体(ZZ),植物中的草莓亦属之。
  • ZZ/Z0 (Z0性别决定系统):ZW 性染色体的变异,在毛翅目昆虫中,雌性只有一条染色体(Z0),雄性有两条染色体(ZZ)。
  • 染色体倍性性别决定系统染色体倍性):在膜翅目昆虫(如蚂蚁蜜蜂)中,未受精的卵子发育成单倍体会成为雄性,发育成双倍体会成为雌性(较可能是不育的个体)。因此,蜂王若与其他蜂巢的雄蜂交配后,她的女儿们彼此之间,也至少会有½的基因是相同 平均有 ¾基因是相同的,而并非XY和ZW中的平均有½基因(又因为这种雄性,只会生产女儿,因此没有自己父亲及儿子,但却可有自己的爷爷和孙子)。因为可以更为增加亲属选择,这可能也是这些昆虫多为社会性昆虫的主要原因。
基因共享比例在单倍体双倍体性别决定系统关系中
性别 女儿(@α)/(Aα) 儿子 (@)/(A) 母亲 (Aa) 父亲 (@) 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

非遗传性性别决定系统

  • 温度-性别决定系统:在部分爬行动物中(如鳄鱼、一些乌龟喙头蜥),性别受孵化温度影响。
  • 顺序性雌雄同体:部分蜗牛,成年时最初为雄性,后来变为雌性。
  • 热带小丑鱼:群体内的首领为雌性,其他则是雄性。双带锦鱼则和热带小丑鱼相反,首领为雄性。[2]
  • 海洋蠕虫 Bonellia viridis:幼虫与成年雌性接触会成长为雄性,幼虫在光秃秃的海底结束幼虫期会成长为雌性。

但是,有些物种是没有性别决定系统的。雌雄同体包括蚯蚓和部分的蜗牛。部分鱼种、爬行动物和昆虫是单性生殖,完全是雌性。在一些节肢动物,性别是透过细菌感染来决定:当节肢动物感染了沃尔巴克氏体属细菌,会改变动物的性别。一些物种天生的性别原来只有ZZ,令沃尔巴克氏体的存在决定了物种的性别。

其他不寻常的系统(这部分还在研究中):

  • 剑尾鱼
  • 摇蚊科
  • 鸭嘴兽:有10条性染色体,但缺乏哺乳动物的性别决定的SRY基因而是由AMH基因决定,这意味着鸭嘴兽的性别决定过程仍然不明。

参考文献

  • (中文) 现代生物学基础 第二版 靳德明编著

参见

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