Kako priroda određuje pol

Kada ugledamo trudnicu, ili pak kada saznamo da je neko nama blizak ostao u drugom stanju, vrlo često, prvo pitanje koje sebi ili drugima postavimo vezano za trudnoću jeste „Kog je pola beba?“. 

Polni hromozomi mejoza i fertilizacija,

izvor: https://www.hudsonalpha.org/sex-determination-the-x-y-zs-of-sex-chromosomes/

Šanse da beba bude muškog ili ženskog pola su u našoj vrsti jednake. Izučavajući genetiku saznali smo da se naš sistem određivanja pola zasniva na XY hromozomima, takozvanim polnim hromozomima. 

Kada se dve polne ćelije spajaju, osim hromozoma koji određuju naše karakteristike, zigot će dobiti jedan polni hromozom od majke, a jedan od oca. 

Jajna ćelija, mamina polna ćelija, u sebi će uvek nositi X hromozom koji će preneti na svoju bebu, što znači da je u određivanju pola presudno koji će polni hromozom dati polna ćelija oca (spermatozoid). 

Spermatozoid će u sebi nositi ili X ili Y hromozom. 

Ako tatina ćelija nosi X hromozom, zigot će imati XX i beba će biti žensko. 

U slučaju da nosi Y hromozom, zigot će imati XY i beba će biti muško. Nakon šeste nedelje prenatalnog razvića, ovi hromozomi počeće da deluju na diferencijaciju gonada, te će se javiti prve polne razlike. 

Ipak, ovaj sistem nije univerzalan u životinjskom carstvu. Većina životinja ima vrlo jedinstvene sisteme za determinaciju pola koji se ponekad čak i ne zasnivaju na genetici i polnim hromozomima. 

Za sada postoje tri sistema za determinaciju pola: 

Prvi, nama poznat, jeste putem polnih hromozoma. U okviru ovog sistema možemo uporediti razlike između ljudi i ptica. Iako obe vrste imaju polne hromozome, kod ptica se javlja jasna razlika: one koriste ZW sistem. Šansa da bude jedan ili drugi pol su iste, ali u ovom slučaju, ženka je ta koja određuje pol embriona jer je njen sklop polnih hromozoma ZW. Mužjak nosi ZZ. Isti sistem kao ptice koriste i leptiri. 

Polni hromozomi kod ptica,

izvor: https://www.w3spoint.com/sex-determination-in-birds

Drugi sistem podrazumeva uključivanje jednog gena u determinaciju pola. Ovaj sistem možemo primetiti najčešće kod vodozemaca i beskičmenjaka. Kod insekata, javlja se haplodiploidna determinacija.
U ovom procesu, kada ženka (kraljica mravlje kolonije) položi neoplođeno jaje, iz njega će se uspešno razviti jedinka, ali će svako takvo jaje porasti u muškog mrava. Dakle, ženka će izleći jaje koje će porasti kao jedan od radnika u okviru kolonije i za to joj nije potrebna asistencija mužjaka. Samim tim, mužjaci mrava imaju haploidan broj hromozoma. Ipak, ako ženka odluči da jaje oplodi spermatozoidima mužjaka, to jaje će uvek porasti u ženku. U većini slučajeva, kraljica to uradi kada joj je potrebna „zamena“. Ženka mrava uvek ima diploidni broj hromozoma. 

Deerminacija pola kod pčela, diploidne ženke

izvor: https://www.britannica.com/animal/hymenopteran/Natural-history

Treći sistem zasniva se na varirajućim uslovima životne sredine. Konkretan parametar koji varira i koji pritom određuje pol jeste temperatura. Ovaj način determinacije možemo videti na primeru aligatora. Njihova jaja ostaju neodređenog pola sve do kritičnog momenta u razvoju kada se na osnovu temperature spoljašnje sredine diferenciraju prve polne razlike. Ovaj momenat javlja se nakon 20 do 35 dana i ukoliko je tada u gnezdu temperatura 30˚C ili niža, izleći će se ženka. Ukoliko je, pak, temperatura preko 34˚C, izležu se mužjaci.
Suprotno ovoj reakciji na temperaturu imaju kornjače. U njihovom gnezdu i jajima, više temperature rezultuju u ženkama, dok su niske temperature preduslov za razviće jajeta u mužjaka. 

Determinacija pola u odnosu na temperaturu,

izvor: https://www.researchgate.net/figure/The-three-patterns-of-temperature-dependent-sex-determination-a-type-Ia-as-seen-in_fig1_350113406 

Postoji još par vrlo interesantnih načina određivanja pola  recimo, kod ribe klovna, pol se određuje tek kasnije u životu. Naime, u njihovim jatima, sva jaja postaju mužjaci, ali se kasnije tokom života dalje razvijaju i pretvore u ženke. 

Kada se dogodi da ženka ugine, mužjak sa kojim se parila pretvori se u ženku i nasledi njenu ulogu!

Menjanje pola u toku života kod riba,

izvor: https://www.irishnews.com/magazine/science/2019/07/10/news/mystery-of-sex-change-in-fish-unlocked-scientists-say-1660574/

Životinjski svet je pun fascinantnih i jedinstvenih načina za određivanje pola. Svaki sistem funkcioniše vrlo uspešno i rezultuje u raznolikom svetu kome se možemo diviti! 

Izvori:

• Molecular patterns of sex determination in the animal kingdom: a comparative study of the biology of reproduction Reprod Biol Endocrinol. 2006 Nov 13;4:59. doi: 10.1186/1477-7827-4-59. Authors Panagiota Manolakou 1 , Giagkos Lavranos, Roxani Angelopoulou. Affiliation 1 Experimental …
• Ferguson, M.W.J. and Joanen, T. (1983), Temperature-dependent sex determination in Alligator mississippiensis. Journal of Zoology, 200: 143-177.
• Casas, Laura et al. “Sex Change in Clownfish: Molecular Insights from Transcriptome Analysis.” Scientific reports vol. 6 35461. 17 Oct. 2016, doi:10.1038/srep35461
• Lin Schwarzkopf and Ronald J. Brooks. Sex determination in northern painted turtles: effect of incubation at constant and fluctuating temperatures. Canadian Journal of Zoology. 63(11): 2543-2547. 
• van Wilgenburg, E., Driessen, G. & Beukeboom, L.W. Single locus complementary sex determination in Hymenoptera: an “unintelligent” design?. Front Zool 3, 1 (2006). 
• Barske LA & Capel B (2008) Blurring the edges in vertebrate sex determination. Curr Opin Genet Dev 18, 499–505.