Генетика статі

Визначення статі завжди цікавило вчених, а спроби з'ясувати механізм статевого розмноження затримувалися через відсут­ність до 60-х років XIX ст. знань про мейоз. Значний внесок у з'ясування механізму запліднення та статевого розмноження зро­бив А. Вейсман.

Відкриття і вивчення мейозу сприяло вирішенню проблеми статевого розмноження та дало відповідь на запитання: "Чому чисельність чоловічих та жіночих організмів у популяціях при­близно однакова?"

Існують три основні варіанти визначення статі:

1. Стать визначається в момент запліднення.

2. Стать визначається до запліднення.

3. Визначення статі не пов'язане із заплідненням. Варіантом визначення статі в роздільностатевих організмів є переважно хромосомне в момент запліднення. Воно залежить від набору хромосом. Ще наприкінці минулого століття вчені звер­нули увагу на відмінність за однією з пар гомологічних хромосом у хромосомних наборах самців і самок. У диплоїдних соматичних клітинах самців дрозофіли хромосоми кожної з трьох пар поді­бні між собою — нестатеві хромосоми (аутосоми), а хромосоми четвертої — різні — статеві хромосоми (гетерохромосоми). Одна з гетерохромосом паличкоподібної форми (Х-хромосома), інша — гачкоподібної (У-хромосома). У самок дрозофіл обидві статеві хромосоми однакові (Х-хромосоми), а в самців — різні ( X- та У-хромосоми ). Отже, каріотип самок дрозофіл можна позначити як 6А+ХХ, а самців — 6А+ХУ.

Каріотип людини має 46 хромосом, тому відповідно каріотип жінки записують як 44А+ХХ, а каріотип чоловіка — 44А+ХУ.

Оскільки під час мейозу гомологічні хромосоми розходяться до різних гамет, то в однієї статі виникає лише один тип гамет (гомога­метна стать), а в іншої — два, які відрізняються будовою статевих хромосом (гетерогаметна стать). У багатьох систематичних груп організмів (двокрилі комахи, клопи, жуки, більшість видів риб, частина земноводних, ссавці, деякі дводомні рослини тощо) гомо­гаметною статтю є жіноча, а гетерогаметною — чоловіча; у деяких (птахів, плазунів, деяких риб та земноводних, метеликів) — навпа­ки, гомогаметною статтю є чоловіча, а гетерогаметною — жіноча.

Отже, у більшості роздільностатевих видів стать майбутнього організму визначається в момент запліднення певним поєднан­ням статевих хромосом у зиготі.

Гемізиготний стан — це стан, коли є непарна доза генів у га­меті. Оскільки гамети з X- та У-хромосомами утворюються в сам-дів у відносно однаковій кількості внаслідок мейозу, то очікуване співвідношення статей — майже 1:1. Але не слід вважати, що визначення статі залежить лише від X- та У-хромосом.

У деяких видів особини різної статі мають різну кількість хро­мосом. Так, у коників та деяких інших тварин у диплоїдному на­борі самця є лише одна статева хромосома з пари гомологічних, а в самки — обидві. Наприклад, у диплоїдному наборі самки мор­ського черв'яка ациракантуса 12 хромосом (10А+ХХ), а в самця —

лише 11 (10А+Х0); відповідно самки утворюють гамети одного сорту (5А+Х), а самці — двох (5А+Х та 5А+0). Із зигот, що ма­ють хромосомний набір 10А+ХХ, розвиваються самки, а із зигот з хромосомним набором 10А+Х0 — самці.

Крім хромосомного е й інші механізми визначення статі ор­ганізмів. Наприклад, у деяких безхребетних тварин (коловерток, дрібного багатощетинкового черв'яка тощо) стать визначається ще до запліднення. Ці тварини продукують яйцеклітини двох типів: великі, багаті на жовток, з яких розвиваються самки, та дрібні, з невеличким запасом поживних речовин, з яких розви­ваються самці.

На стать майбутнього організму можуть впливати фактори ювнішнього середовища. Наприклад, у морської червоподібної тварини — бонелії — личинки, які прикріплюються до дна, роз­виваються у великих (завдовжки до 1 м) самок. Ті ж із них, що потрапляють на хоботок самки, під впливом її гормонів перетво­рюються на карликових самців (завдовжки 1—3 мм) і живуть у ггатевих шляхах самки.

У суспільних перетинчастокрилих комах (бджіл, джмелів, му­рашок тощо) самки продукують два типи яєць: запліднені та неза-іліднені (партеногенетичні). З яєць першого типу розвиваються щплоїдні самки, а з другого — гаплоїдні самці. Згодом у сома­тичних клітинах самців кількість хромосом подвоюється, і вони :тають диплоїдними. У самок дафній спостерігається партено-•енез, коли організм розвивається без запліднення. Якщо умови снування нормальні, то з яєць розвиваються лише самки; якщо 'мови погіршуються, то з яєць розвиваються і самки, і самці.

На формування статі деяких риб і земноводних також впли-іають умови довкілля або гормони. Під час ембріогенезу в них за-сладаються водночас зачатки чоловічих і жіночих статевих залоз, іле розвивається лише один тип. Цікавий приклад такого явища южнаспостерігати в риб-чистильників, самці яких мають «гарем» з декількох самок. Після загибелі самця його функції бере на ебе одна із самок, у якої з недиференційованих зачатків розви-аються сім'яники.