Geschlechtsdetermination
Die Geschlechtsbestimmung ist ein Entwicklungsprozess, durch den das Geschlecht eines Individuums festgelegt wird. Das Geschlecht ist eine unter Lebewesen weit verbreitete Methode der Fortpflanzung. Sie erfordert zwei Individuen der gleichen Art.
In der Regel sind die Geschlechter getrennt. Das Geschlecht kann auf eine von zwei Arten bestimmt werden:
- Genetisch, durch Gene und Chromosomen erbt der Organismus von seinen Eltern.
- Im Umweltbereich durch einen externen Akteur, der als Auslöser für Entwicklung fungiert.
Wenn beide Geschlechter bei ein und derselben Person vorkommen, ist diese Person ein Zwitter. Hermaphroditensysteme kommen bei einigen Tieren, zum Beispiel Schnecken, und bei den meisten blühenden Pflanzen vor.
Bestimmung durch die Umwelt
Bei vielen Arten wird das Geschlecht durch Umweltfaktoren bestimmt, die während der Entwicklung erlebt werden. Viele Reptilien haben eine temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung. Die Temperatur, die der Embryo während seiner Entwicklung erfährt, bestimmt das Geschlecht des Organismus. Bei einigen Schildkröten zum Beispiel werden die Männchen bei niedrigeren Inkubationstemperaturen als die Weibchen produziert; dieser Unterschied bei kritischen Temperaturen kann nur 1-2 °C betragen.
Viele Fische wechseln im Laufe ihres Lebens das Geschlecht. Dieses Phänomen wird als sequentieller Hermaphroditismus bezeichnet. Bei Clownfischen sind kleinere Fische männlich, und der dominante und größte Fisch in einer Gruppe wird weiblich. Bei vielen Lippfischen ist das Gegenteil der Fall - die meisten Fische sind bei der Geburt weiblich und werden männlich, wenn sie eine bestimmte Größe erreicht haben. Aufeinanderfolgende Zwitter können im Laufe ihres Lebens beide Arten von Geschlechtszellen produzieren, aber zu jedem Zeitpunkt sind sie entweder weiblich oder männlich.
Bei einigen Farnen ist das Standardgeschlecht Zwitter, aber Farne, die in Böden wachsen, die zuvor Zwitter unterstützt haben, werden durch Hormone beeinflusst, die noch als männlich zu entwickeln sind.
Clownfische sind zunächst männlich; der größte Fisch in einer Gruppe wird weiblich.
Genetische Bestimmung
Die gebräuchlichste Art, das Geschlecht zu bestimmen, sind die Gene. Auf diese Weise wird das Geschlecht eines Organismus durch das Genom bestimmt, das er erhält. Die Allele, die die Geschlechtsentwicklung beeinflussen, können auf demselben Chromosom liegen oder auch nicht. Wenn dies der Fall ist, wird dieses Chromosom ein Geschlechtschromosom genannt, und die Gene auf diesem Chromosom werden als "geschlechtsgebunden" bezeichnet. Das Geschlecht wird entweder durch die Tatsache bestimmt, dass es ein Geschlechtschromosom gibt (das fehlen kann), oder durch die Anzahl dieser Chromosomen. Da die genetische Geschlechtsbestimmung durch übereinstimmende Chromosomen bestimmt wird, gibt es in der Regel die gleiche Anzahl männlicher und weiblicher Nachkommen.
Verschiedene genetische Systeme
Menschen und andere Säugetiere haben ein XY-Geschlechtsbestimmungssystem: Das Y-Chromosom trägt Faktoren, die für die männliche Entwicklung verantwortlich sind. Das Standardgeschlecht ist, wenn kein Y-Chromosom vorhanden ist, weiblich. XX Säugetiere sind weiblich und XY sind männlich. Die XY-Geschlechtsbestimmung findet sich auch bei anderen Organismen, darunter die gemeine Fruchtfliege und einige Pflanzen. In einigen Fällen, auch bei der Fruchtfliege, ist es die Anzahl der X-Chromosomen, die das Geschlecht bestimmt, und nicht das Vorhandensein eines Y-Chromosoms.
Vögel haben ein System, das genau andersherum funktioniert: Es heißt ZW Geschlechtsbestimmungssystem. Das W-Chromosom hat Faktoren für die weibliche Entwicklung. Standardmäßig (wenn das Chromosom fehlt) ist der Organismus männlich, in diesem Fall sind ZZ Individuen männlich und ZW weiblich. Die Mehrheit der Schmetterlinge und Motten hat auch ein ZW-Geschlechtsbestimmungssystem. Sowohl im XY- als auch im ZW-Geschlechtsbestimmungssystem ist das Geschlechtschromosom, das die kritischen Faktoren trägt, oft deutlich kleiner und trägt nur wenig mehr als die Gene, die für die Auslösung der Entwicklung eines bestimmten Geschlechts notwendig sind.
Viele Insekten verwenden ein Geschlechtsbestimmungssystem, das auf der Anzahl der Geschlechtschromosomen basiert. Dies wird XX/XO-Geschlechtsbestimmung genannt - das O gibt das Fehlen des Geschlechtschromosoms an. Alle anderen Chromosomen in diesen Organismen sind diploid, aber Organismen können ein oder zwei X-Chromosomen erben. Grillen zum Beispiel entwickeln sich Insekten mit einem einzigen X-Chromosom als Männchen, während sich Insekten mit zwei X-Chromosomen als Weibchen entwickeln. Beim Fadenwurm C. elegans sind die meisten Würmer selbstbefruchtende XX-Hermaphroditen, aber gelegentlich führen Anomalien in der Chromosomenvererbung regelmäßig zu Individuen mit nur einem X-Chromosom - diese XO-Individuen sind fruchtbar männlich (und die Hälfte ihrer Nachkommen sind männlich).
Andere Insekten, darunter Honigbienen und Ameisen, verwenden ein haploid-diploides Geschlechtsbestimmungssystem. In diesem Fall sind diploide Individuen im Allgemeinen weiblich, und haploide Individuen (die sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln) sind männlich. Dieses Geschlechtsbestimmungssystem führt zu einem stark verzerrten Geschlechterverhältnis, da das Geschlecht der Nachkommen durch die Befruchtung und nicht durch das Chromosomensortiment während der Meiose bestimmt wird.
Anomalien
Manchmal entwickelt ein Organismus das Aussehen sowohl von Männchen als auch von Weibchen. Es handelt sich dann um ein Intersex und ist selten. Auch wenn solche Organismen Zwitter genannt werden können, ist dies nicht korrekt, denn bei intersexuellen Individuen ist entweder der männliche oder der weibliche Aspekt steril.
Wie der Mensch und andere Säugetiere verfügt die gemeine Fruchtfliege über ein XY-Geschlechtsbestimmungssystem.
