تعیین جنسیت در جانداران در یک نگاه

بنام خدا

دید کلی

در هر جانداری ، ژنهایی برای تولید صفات نری و نیز ژنهایی برای تولید صفات مادگی وجود دارد. معمولا این ژنها ، ژنهای جنسی تخصص یافته‌ای نیستند، بلکه ژنهایی هستند که اثر گذاشتن بر رشد جنسی ، اتفاقا جزء فعالیتهای آنهاست. در بعضی از جانداران ، از جمله آدمی ، جنسیت شدیدا تحت تاثیر ژنهایی قرار دارد که محلشان روی یک جفت کروموزومهای جنسی است و از نظر اندازه و ریخت با کروموزمهای غیرجنسی یا آتوزومها ، متفاوت هستند.
تقسیم بندی موجودات زنده از لحاظ تولید مثلی یک پایه (Monoecious): که در آن موجود زنده دو نوع گامت ، یعنی اسپرم و تخمک ، تولید می‌کند.

دو پایه (dioecious): که در آن موجودات فقط اسپرم یا تخمک را بوجود می‌آورند. در موجودات دو پایه ، تفاوت اولیه بین جنسیت در ارتباط با نوع گامت و ارگانهای جنسی که بوجود می‌آید، می‌باشد. کروموزومهای جنسی دو نوع x و y هستند و یک کروموزوم جنسی ممکن است مرکب از یک x و یک y یا دو x باشد. مثلا در پستانداران و در مگس سرکه همه سلولهای حیوان نر بالغ شامل کروموزومهای xy هستند و هر یک از سلولهای ماده بالغ دارای xx است. در این جانوران صفت ماده بودن را ژنهای کرموزوم x کنترل می‌کنند، اما نر بودن در مگس سرکه بوسیله آتوزومها تعیین می‌شود و در پستانداران تا اندازه‌ای تحت تاثیر کروموزوم y است.
تاریخچه پیدایش کروموزوم x
زیست شناس آلمانی به نام هان کینگ (Henking) در سال 1891 ، متوجه شد که نیمی از اسپرمهای بعضی از حشرات دارای یک ساختمان هسته‌ای اضافی است و آن را جسم x نامید. اهمیت این جسم به زودی روشن نگردید، ولی در سال 1902 ، دانشمند آمریکایی به نام ماک کلانگ (Mcclung) ادعا کرد که سلولهای سوماتیک ملخ ماده دارای 24 کروموزوم ، ولی ملخ نر دارای 23 کروموزوم است. سه سال بعد از آن ویلسون (Wilson) و همکارانش توانستند تخمک‌زایی و اسپرم‌زایی را دقیقا بررسی کنند. آنها متوجه شدند که جسم x یک کروموزوم است و لذا آن را کروموزوم x نامیدند.
کروموزومهای جنسی در موجودات دیپلوئید
سیستم XX - XO: در بسیاری از حشرات ، تفاوت کروموزومی بین جنسها وجود دارد. یعنی ماده‌ها را xx (دارای 2 کروموزوم x) و نرها را xo (دارای یک کروموزوم x) نامیدند. در اثر تقسیم جنسی (میوز) ، تمام تخمکهای این گونه‌ها دارای کروموزوم x و فقط نصف اسپرمها دارای کروموزوم x هستند. ملخها ، بسیاری از راست بالان و نیم بالان دارای این سیستم جنسی هستند. در این حالت نرها را جنس هتروگامتیک و ماده‌ها را جنس هوموگامتیک می‌نامند.

سیستم XX- XY: در این حالت ماده‌ها xx و نرها علاوه بر x ، دارای جسم منفرد با اندازه متفاوت دیگری بودند که با y نشان داده شد و بنابراین نرها را xy نامیدند. نیمی اسپرمها حامل x و نیمی دیگر حامل y بودند. این سیستم در بسیاری از جانوران از جمله مگس سرکه و پستانداران و بعضی از گیاهان (Lychnis از نهاندانگان) وجود دارد. در این حالت نرها هتروگامتیک و ماده‌ها هوموگامتیک هستند.

سیستم ZZ - ZY: نهایتا سیستم عمده دیگری در تفاوت کروموزومی بین جنسها ، نوعی است که ماده‌ها هتروگامتیک و نرها هوموگامتیک هستند. کروموزومهای جنسی در این حالت را جهت جلوگیری از اشتباه با سیستمهای قبلی با z و w نشان می‌دهند. ماده‌ها بنابر این تقسیم بندی zw و نرها zz هستند. پرندگان ، پروانه‌ها و بیدها نمونه‌هایی از این سیستم هستند.
مکانیسم تعیین جنسیت

وجود کروموزومهای جنسی در تمام موجوداتی که به صورت جنسی تکثیر می‌یابند، دلیل بر این نیست که فقط کروموزومهای اخیر بر روی جنسیت تاثیر می‌گذارند. چون جنسیت خاصیت رشدی پیچیده‌ای است، ژنهای آتوزومی متعددی نیز بر روی آن تاثیر می‌گذارند. اثر ژنهای آتوزومی در جنسیت مگس سرکه توسط استرتوانت (Sturtevant) مورد تحقیق قرار گرفت.
در مگس سرکه ژن Transformer یا tra ، ژنی نهفته است که در حالت هتروزیگوس هیچگونه اثر ظاهری بر روی نر یا ماده ندارد، ولی در حالت هموزیگوس tra/tra موجوداتی را که قاعدتا بایستی ماده باشند، از نظر فنوتیپی تغییر داده و به نرهای عقیم تبدیل می‌کند. ژن دیگر با اثر معکوس در انسان یافت می‌شود و ممکن است آتوزومی باشد. این ژن باعث وضعیتی به نام زن نمای بیضه‌دار (Testicular feminization) می‌شود که در این حالت افراد xy که بایستی قاعدتا نر باشند، خواصی زنانه پیدا می‌کنند.




                                                  تعیین جنسیت در مگس سرکه

بعد از اینکه کروموزومهای جنسی ، شناسایی شدند معلوم شد که تعیین جنسیت بسیار پیچیده‌تر از آنی است که به نظر می‌آید. طبق تحقیقاتی که در مگس سرکه توسط بریجز (Bridges) انجام گرفت، معلوم شد که تعیین جنسیت ماده ، بر روی کروموزوم x و در نرها بر روی کروموزومهای آتوزومی واقع است. البته جایگاههای خاصی تعیین نشدند و مشاهدات موجود نشان می‌دهد که کروموزومهای زیادی دخیل هستند. بنابراین تعیین جنسیت در مگس سرکه بر روی بعضی از کروموزومها واقع شده و تمام موجودات اعم از نر یا ماده این ژنها را دارند.
تئوری موازنه ژنتیکی تعیین جنسیت جهت توجیه بیشتر مکانیزم تعیین جنس در مگس سرکه ارائه گردید. بریجز در واقع ترکیبات متنوعی از کروموزومهای x و آتوزومها را در مگس سرکه بوجود آورد. مثلا وجود یک x و 2A (دو مجموعه از کروموزومهای آتوزومی) نسبت را بدست می‌دهد که باعث بوجود آمدن جنس نر می‌گردد و وجود 2x و 2A نسبتی برابر را بدست می‌دهد که باعث بوجود آمدن جنس ماده می‌شود. بنابراین کروموزوم y در مگس سرکه در تعیین جنسیت مگس دخالت نداشته، ولی باروری در نرها را کنترل می‌کند.
                                                     تعیین جنسیت در بال غشایان

طبق گزارشات زیرزون (Dzierzon) که در زمان مندل ارائه شده بود، تعیین جنسیت در زنبورها بسته به لقاح تخمک دارد. مطالعات بعدی نشان دادند که ظاهرا جنسیت توسط تعداد مجموعه کروموزومهایی که هر زنبور دریافت می‌کند، تعیین می‌شود. تخمکهایی که لقاح می‌یابند، تولید ماده‌های دیپلوئید می‌کنند، در صورتی که تخمکهای لقاح نیافته ، به صورت غیرجنسی (Parthenogenesis) تکثیر یافته و تولید نرهای هاپلوئید و بارور می‌نمایند. زنبورهای نر از طریق میتوزتولید اسپرم می‌کنند، در این روش فقط یک اسپرم از اسپرماتوسیت بوجود می‌آید. اثر محیط بر روی جنسیت
در بعضی از جانوران پست ، تعیین جنسیت ژنتیکی نبوده، بلکه بستگی به عوامل خارجی دارد. نرها و ماده‌ها از نظر ژنوتیپی با هم یکسان هستند، ولی تحریکات محیطی باعث تعیین جنسیت می‌شود. برای مثال نرهای کرم دریایی Bonellia ، بسیار کوچک بوده و در داخل حفره تولید مثلی ماده‌هایی که بزرگتر هستند، زندگی می‌کنند. هر کرم جوانی که تازه از یک تخم بیرون آید، تبدیل به ماده می‌گردد، ولی اگر کرمی در داخل بدن کرم ماده قرار گیرد، به صورت پارازیت (انگل) زندگی نموده و نقش جنس نر را انجام می‌دهد. در گیاه دم اسبیان ، اگر شرایط رشد مناسب باشد، ماده و در شرایط رشد ضعیف نر تولید می‌شود.

تعیین جنسیت در زنبورها و شهد شاهانه و بکر زایی در یک نگاه

 تعيين جنسيت در زنبور به لقاح بستگي دارد. زنبورهای دیپلوئید دارای 32 کروموزوم هستند و بنابراین گامت های آنها 16 کروموزوم دارند. زنبورهای نر هاپلوئیدند و 16 کروموزوم دارند، نرها چون هاپلوئیدند نمی توانند میوز انجام دهند بنابراین گامت های آن ها از طریق میتوز ایجاد می شوند. درزنبور بعضی تخمک ها با گامت نر لقاح انجام می دهند و ماده هاي ديپلوئيد را بوجود مي آورندn=32 2و تخمكهاي لقاح نيافته به صورت بكرزايي (پارتنوژنز) تكثير كرده و نرهاي هاپلوئيد و بارور را ايجاد می کنند (n=16) ظرف دوروز اول، همه ي لاروها از ژله شاهانه (كه شامل گرده، عسل و مقدار نسبتا زيادي ويتامين بويژه ويتامين اسيد پانتوتنيك كه از غدد حلقي زنبورهاي كارگر ترشح مي شود) تغذيه مي كنند، از آن پس لاروهاي نر و كارگر بيشتر از عسل و گرده استفاده مي كنند ولي لاروهاي ملكه بيشتر به تغذيه از ژله شاهانه ادامه مي دهند، همين امر باعث مي شود ملكه ها با سرعت زياد رشد كرده و بزرگ شوند.

زمان لازم براي تكامل ملكه 16 روز- كارگرها 21 روز و نرها 24 روز مي باشد.

 اولين ملكه اي كه از حجره خارج مي شود ساير لاروهايي را كه در حجره هاي مخصوص قرار دارند نيش مي زند و مي كشدإإإ اگر اتفاقا دو ملكه به طور همزمان از جايگاه در آيند فورا نبردي مرگبار را آغاز مي كنند تا فقط يكي از آنها باقي بماند. معمولا در يك روز آفتابي و بعد از ظهر ملكه از كندو خارج مي شود (پرواز جفت گيري) و به ارتفاعات زياد پرواز مي كند، نرها همراه حيوان ماده خارج مي شوند، ملكه با يكي از  نرها مي آميزد و ميليونها اسپرم دريافت مي كند، اين اسپرم ها در كيسه ي واقع در درون شكم ذخيره مي شوند، اسپرم هاي دريافت شده از همين يكبار جفت گيري تا آخر دوره تخمك گذاري ملكه باقي مي مانند. ملكه بعد از لقاح به كندوي اوليه بر مي گردد و نرها ديگر به كندو بر نمي گردند، زنبورهاي نر در هنگام وفور شهد وجود دارند و پس از مدتي به بي غذايي افتاده و مي ميرند.يك ملكه ممكن است 3 تا 5 فصل زندگي كند و يك ميليون تخم بگذارد، كارگرها معمولا 6 تا 8 هفته زنده مي مانند.

 توليد عسل:

   زنبور كارگر در طول مدتي كه زنده است در مواقع مختلف وظايف گوناگوني را برعهده دارد. زنبورهاي جوان بايد كندوداري كنند وپروازهايي كه به منظور جمع آوري غذا صورت مي گيرد بر عهده كارگرهاي مسن تر مي باشد.زنبوري كه به جستجوي غذا مي رود دانه هاي گرده ي سرشار از پروتئين و شهد گل را كه محلولي رقيق و شيرين است گرد مي آورد، دانه هاي گرده در درون سبدهاي گرده، واقع برروي پاهاي عقبي حمل مي شوند، اما شهد گل را زنبور وارد چينه دان (honey crop ) مخصوص خود مي كند كه جزئي از لوله گوارش است و در درون آن بزاق تا حدي شيره مذكور را گوارش مي دهد. هر زنبور پس از باز گشت به كندو، دانه ي گرده ي همراه را به درون يك جايگاه مي نهد و شهد گل را به درون يك جايگاه ديگر بر مي گرداند، زنبورهاي ديگر دانه هاي گرده را محكم بسته بندي و تبديل شهد به عسل را آغاز مي كنند، اين زنبورها در روي جايگاه هاي پر از شهد به سرعت بال مي زنند تا آب آن تبخير شود سپس در جايگاه پر از عسل را با موم مي پوشانند.در زمستان كه دانه هاي گرده در دسترس نيست عسل غذاي اصلي زنبور را تشكيل مي دهد.

تعیین جنسیت در مار ها و مارمولک:اصول آن با پرندگان یکی است.نرها zz و ماده هاzw می باشند

ماده بکر زایی می کند : تخمک دارای کروموزوم  z یا w است اگر با یک سلول گویچه قطبی بار ور شود(در شرایط خاص –دوری نر) سلول تخمwwیا zz خواهد بود اولی می میرد و دومی یک مار نر خواهد بود یعنی در مارها حاصل بکر زایی نر است با ژنوتیپzz

زنبور ماده کار گر 32:کروموزوم(اسپرم16+تخمک16کروموزوم)

زنبور ماده ملکه:32کرموزوم استفاده از شهد شاهانه

زنبور نر:16 کروموزوم بدون لقاح با اسپرم تولید می شود.

نر 32 کروموزومی چه طور ممکن است؟اگر سلول تخمی که 32 کروموزوم دارد وطبق گفته های بالا قرار است به موجودی ماده تبدیل شود در یک ژن به خصوص به صورت هتروزیگوس باشد(s₁,s₂) به جانور نر نمو پیدا می کند. و اگر به صورت همو زیگوس ((s₂s₂باشد ودارای 32 کروموزوم به زنبور ماده  تبدیل خواهد بود.

  1- جانور شناسي عمومي جلد 3 – طلعت حبيبي

  2- مقدمه اي بر ژنتيك پايه – سنجش تكميلي

  3- ژنتيك ومسائل آن- ترجمه دكتر هوشنگ خاوري

  4- دانش زيست شناسي جلد 2- ترجمه حميده علمي غروي و حسين فر

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: