penentuan seks dikendalikan oleh sejumlah mekanisme bervariasi antara taksa yang menetapkan karakteristik seksual individu. Sistem ini dapat bersifat intrinsik pada individu – yaitu, genetik – atau dikendalikan oleh faktor lingkungan yang mengelilingi individu selama tahap pertama kehidupannya.
Dalam penentuan intrinsik, ahli biologi telah mengklasifikasikan sistem ini menjadi tiga kategori utama: gen individu, sistem haplodiploid, atau khusus atau kromosom seks. Kasus terakhir ini terjadi pada kita, mamalia, burung, dan beberapa serangga.
Sumber: pixabay.com
Dengan cara yang sama, kondisi lingkungan juga mempengaruhi penentuan jenis kelamin. Fenomena ini telah dipelajari pada beberapa reptil dan amfibi, yang sangat dipengaruhi oleh suhu. Sistem penentuan ini dikenal sebagai samar.
Indeks artikel
Jenis sistem penentuan jenis kelamin
Seks, dipahami sebagai pencampuran genom melalui meiosis dan fusi gamet, adalah peristiwa yang hampir universal dalam kehidupan eukariota .
Salah satu konsekuensi terpenting dari reproduksi seksual adalah penggabungan alel yang berbeda, yang dibawa oleh individu yang berbeda, dalam variasi genetik yang menguntungkan.
Pada sebagian besar organisme eukariotik, penentuan jenis kelamin adalah peristiwa yang terjadi pada saat pembuahan. Fenomena ini dapat terjadi oleh tiga sistem yang berbeda: gen individu, sistem haplodiploid, atau kromosom khusus.
Demikian juga, kita memiliki penentuan karakteristik seksual yang dimediasi oleh faktor lingkungan, seperti suhu. Ini terjadi pada katak, kura-kura, dan buaya, di mana suhu inkubasi tampaknya menentukan jenis kelamin.
Kita akan menjelaskan setiap sistem di bawah ini, menggunakan contoh yang diambil dari kingdom hewan dan tumbuhan:
gen individu
Dalam organisme di mana jenis kelamin ditentukan oleh gen individu, tidak ada kromosom seks. Dalam kasus ini, jenis kelamin tergantung pada serangkaian alel yang terletak pada kromosom tertentu.
Dengan kata lain, jenis kelamin ditentukan oleh gen (atau beberapa gen) dan bukan oleh keberadaan kromosom lengkap.
Vertebrata yang berbeda , seperti ikan, amfibi, dan beberapa reptil memiliki sistem ini. Hal ini juga telah dilaporkan pada tanaman .
Alel yang berpartisipasi dalam fenomena ini memiliki sistem dominasi yang dikenal luas yang ada untuk karakter autosomal. Pada tumbuhan , alel yang menentukan maskulinitas, hermafroditisme dan karakter feminin individu telah ditentukan.
Sistem haplodiploid
Sistem haplodiploid umum terjadi pada lebah
Sistem haplodiploid menentukan jenis kelamin tergantung pada kondisi haploid atau diploid individu. Kita manusia adalah diploid – baik pria maupun wanita. Namun, kondisi ini tidak dapat diekstrapolasi ke semua kelompok hewan.
Sistem haplodiploid cukup umum pada Hymenoptera (lebah, semut, dan sejenisnya), Homoptera (kutu putih dan anak ayam) dan Coleoptera (kumbang).
Contoh klasiknya adalah lebah dan penentuan jenis kelamin dalam koloni. Struktur sosial lebah sangat kompleks, seperti juga perilaku eusosial mereka, memiliki dasar dalam sistem genetik yang menentukan jenis kelamin mereka.
Lebah tidak memiliki kromosom seks. Betina diploid (2n) dan jantan haploid (n), disebut drone. Untuk alasan ini, perkembangan betina berasal dari pembuahan telur, sedangkan bakal biji yang tidak dibuahi berkembang menjadi jantan. Artinya, yang terakhir tidak memiliki ayah.
Pada wanita, pembagian antara pekerja dan ratu tidak ditentukan secara genetik. Hirarki ini ditentukan oleh pemberian makan individu pada tahap awal kehidupannya.
Kromosom khusus
Kasus kromosom khusus atau kromosom seks adalah kasus yang paling dekat hubungannya dengan kita. Ini hadir di semua mamalia, semua burung dan banyak serangga, menjadi bentuk umum dalam organisme dengan fenotipe seksual yang berbeda.
Pada tumbuhan, meskipun sangat jarang, beberapa spesies dioccal yang memiliki kromosom seks telah ditentukan.
Sistem ini memiliki varian yang berbeda. Di antara yang paling umum dan sederhana kita menemukan sistem: XX-X0 dan XX-XY, di mana jenis kelamin heterogametik adalah laki-laki, dan ZZ-ZW, di mana jenis kelamin heterogamet adalah perempuan.
Sistem pertama, XX dan X0, umum pada serangga ordo Orthoptera dan Hemiptera. Dalam kasus ini, laki-laki hanya memiliki satu kromosom seks.
Sistem XX dan XY terdapat pada mamalia, pada banyak serangga dari ordo Diptera dan dalam jumlah tanaman yang sangat terbatas, seperti Cannabis sativa. Dalam sistem ini, jenis kelamin ditentukan oleh gamet jantan. Jika yang terakhir memiliki kromosom X, keturunannya berkorespondensi dengan seorang wanita, sedangkan gamet Y akan menghasilkan seorang pria.
Sistem terakhir, ZZ dan ZW, terdapat pada semua burung dan beberapa serangga dari ordo Lepidoptera
Tekad samar
Dalam taksa tertentu, rangsangan lingkungan yang berbeda, pada tahap pertama kehidupan individu, memiliki peran penting dalam menentukan jenis kelamin. Dalam kasus ini, penentuan dari sudut pandang genetik belum sepenuhnya dijelaskan, dan jenis kelamin tampaknya sepenuhnya bergantung pada lingkungan.
Dalam kura-kura laut , misalnya, variasi tambahan 1 ° C mengubah seluruh populasi jantan menjadi populasi yang hanya terdiri dari betina.
Pada aligator, telah ditemukan bahwa inkubasi di bawah 32 ° C menghasilkan populasi betina dan suhu di atas 34 ° C diterjemahkan menjadi populasi jantan. Dalam kisaran 32 hingga 34, proporsi antara jenis kelamin bervariasi.
Selain suhu, pengaruh variabel lingkungan lainnya telah ditunjukkan. Dalam satu spesies annelida, Bonellia viridis, jenis kelamin ditentukan pada tahap larva. Larva yang berenang bebas di air, berkembang sebagai jantan.
Sebaliknya, larva yang berkembang mendekati betina dewasa diubah menjadi jantan oleh hormon tertentu yang mereka keluarkan.
Infeksi oleh mikroorganisme
Terakhir, kita akan membahas kasus khusus tentang bagaimana keberadaan bakteri dapat menentukan jenis kelamin suatu populasi. Ini adalah kasus bakteri terkenal yang termasuk dalam genus Wolbachia .
Wolbachia adalah simbion intraseluler, mampu menginfeksi berbagai spesies arthropoda dan juga beberapa nematoda. Bakteri ini ditularkan secara vertikal, dari betina ke keturunannya di masa depan, melalui telur – meskipun transfer horizontal juga telah didokumentasikan.
Mengenai penentuan jenis kelamin pada organisme yang didiaminya, Wolbachia memiliki efek yang sangat relevan.
Ia mampu membunuh laki-laki dalam populasi, di mana laki-laki yang terinfeksi mati selama tahap awal kehidupan mereka; feminisasi populasi, di mana laki-laki berkembang berubah menjadi perempuan; dan akhirnya, ia mampu menghasilkan populasi partenogenetik.
Semua fenotipe yang disebutkan ini, yang melibatkan distorsi rasio jenis kelamin dengan bias yang nyata terhadap betina, terjadi untuk mendukung transmisi bakteri ke generasi berikutnya.
Berkat jangkauan inangnya yang luas, Wolbachia telah memainkan peran penting dalam evolusi sistem penentuan jenis kelamin arthropoda dan strategi reproduksi.
Proporsi jenis kelamin
Sekelompok serigala.
Sifat mendasar dari sistem penentuan jenis kelamin sesuai dengan pemahaman proporsi jenis kelamin atau rasio jenis kelamin. Beberapa teori dan hipotesis telah diajukan:
Hipotesis Fisher
Ronald Fisher, seorang ahli biologi dan statistik Inggris yang terkenal, pada tahun 1930 mengajukan sebuah teori untuk menjelaskan mengapa populasi mempertahankan rasio 50:50 laki-laki dan perempuan. Masuk akal, dia juga menjelaskan mengapa mekanisme yang mencondongkan rasio yang sama ini dipilih.
Secara berurutan, adalah mungkin untuk menunjukkan bahwa rasio jenis kelamin yang adil atau seimbang merupakan strategi yang stabil, dari sudut pandang evolusi.
Memang benar bahwa hasil Fisher tidak berlaku dalam keadaan tertentu, tetapi hipotesisnya tampaknya cukup umum bahwa mekanisme penentuan jenis kelamin harus dipilih sesuai dengan prinsipnya.
Hipotesis Trivers dan Willard
Kemudian, pada tahun 1973, para penulis ini mencatat bahwa rasio jenis kelamin bergantung pada banyak faktor lain – terutama keadaan fisiologis wanita – yang tidak diperhitungkan dalam penjelasan Fisher.
Argumen tersebut didasarkan pada premis-premis berikut: ketika seorang wanita secara fisiologis “sehat”, dia harus menghasilkan jantan, karena anak-anak kecil ini akan memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan bereproduksi.
Dengan cara yang sama, ketika betina tidak dalam kondisi fisiologis yang optimal, strategi terbaik adalah menghasilkan betina lain.
Di alam, betina yang lemah sering bereproduksi, meskipun kondisi fisiologis mereka “rendah”. Berbeda dengan laki-laki yang lemah, di mana kemungkinan reproduksi sangat rendah.
Usulan ini telah diuji di berbagai sistem biologis, seperti tikus, rusa, anjing laut, bahkan pada populasi manusia.
Perspektif evolusioner dan pertanyaan masa depan
Dari sudut evolusi, keragaman mekanisme yang menentukan jenis kelamin menimbulkan pertanyaan tertentu, termasuk: mengapa kita melihat variasi ini? Bagaimana variasi ini muncul? Dan terakhir, mengapa perubahan ini terjadi?
Lebih jauh, itu juga muncul dari pertanyaan apakah mekanisme tertentu memberi individu keuntungan tertentu atas orang lain. Artinya, jika ada mekanisme tertentu yang dipilih secara selektif.
Referensi
- Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). Wolbachia tidak semuanya tentang seks: Wolbachia yang feminisasi pria mengubah transkriptom wereng Zyginidia pullula dengan cara yang tidak bergantung pada jenis kelamin. Perbatasan dalam mikrobiologi , 5 , 430.
- Bachtrog, D., Mank, JE, Peichel, CL, Kirkpatrick, M., Otto, SP, Ashman, TL, Hahn, MW, Kitano, J., Mayrose, I., Ming, R., Perrin, N., Ross, L., Valenzuela, N., Vamosi, JC, Tree of Sex Consortium (2014). Penentuan jenis kelamin: mengapa begitu banyak cara melakukannya?. PLoS biologi , 12 (7), e1001899.
- Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Buku pedoman genetika. Jilid 1. Universitas Nasional Río Cuarto.
- Leopold, B. (2018). Teori Ekologi Populasi Satwa Liar . Waveland pers inc.
- Pierce, BA (2009). Genetika: Sebuah pendekatan konseptual . Ed. Medis Panamerika.
- Wolpert, L. (2009). Prinsip-prinsip pembangunan . Ed. Medis Panamerika.
