Половой диморфизм у животных

Определение слова «Диморфизм» по БСЭ:

Диморфизм (от Ди… и греч. morphe — форма)наличие у одного вида организма двух форм, отличающихся по морфо-физиологическим признакам, но обитающих в одной местности. Д. — частный и наиболее обычный случай Полиморфизма. У животных чаще всего встречается Половой диморфизм, т. е. различия в общем облике (размерах, окраске и т.д.) самца и самки (петух и курица, самец и самка жука-оленя). Д. наблюдается также при чередовании поколений, при Метагенезе (например, гидроидные полипы и гидромедузы), при Цикломорфозе (например, у дафний).Особая форма Д. — смена фаз (фазовая изменчивость), когда вид встречается при невысокой численности в так называемой одиночной фазе, а при повышенной — в стадной (у саранчовых, у ильмового ногохвоста и др.). Сезонный Д. связан с изменением температур, при которых протекает развитие организма. например, у бабочки-пестрокрыльницы (Araschnia levana) типичная весенняя форма мельче и имеет красновато-жёлтую окраску, а осенняя (форма prorsa) крупнее и окрашена в чёрно-коричневые тона. Известен Д., возникший в результате Мутации у берёзовой пяденицы (Biston betularia) в Великобритании, где в индустриальных районах стволы берёз покрыты оседающей копотью и поэтому появившиеся наряду с исходной светлокрылой формой более ста лет назад тёмные мутанты вытесняют теперь светлокрылую форму. Такой Д. можно расценивать как начало дивергенции вида. Сосуществование правозавитых и левозавитых брюхоногих моллюсков одного и того же вида также следует отнести к случаям мутационного Д.У растений различают Д., проявляющийся во всём облике растения или только в строении отдельных органов. Первый случай наблюдается реже, например у таких двудомных растений, как Конопля. Сезонный Д. у растений выражается в наличии весенней и осенней форм (например, у марьянника). Примером группового экологического Д. может служить стрелолист, у которого экземпляры, растущие в воде на глубине более 1,5 м, имеют только лентовидные водные листья, а растущие у самой кромки воды — только стреловидные надземные. Проявляется Д. и в строении цветка, например различная длина тычинок и пестика в цветках у гречихи (Гетеростилия), язычковые и трубчатые цветки в соцветии подсолнечника и т.д. Известны примеры Д. у бактерий, дающих на одинаковой среде S- и R-кoлонии, отличающиеся очертаниями(«гладкие» и «грубые»). среди спирилл одного и того же вида имеются правозавитые и левозавитые формы и т.п. Для всех видов Д. известны случаи переходов признаков (ложный гермафродитизм, гинандроморфы, интерсексы у раздельнополых животных). К организмам, меняющим облик в течение каждого онтогенеза (гусеница и бабочка, гаметофит и спорофит папоротника и др.), термин«Д.» обычно не применяют.М. С. Гиляров.Примеры диморфизма у животных. 1 — петух, 2 — курица. 3 — олень, самка, 4 — самец. 5 — жук-олень, самка, 6 — самец. 7 — бабочка пестрокрыльница, весенняя форма, 8 — летняя форма. 9 — березовая пяденица, нормальная форма, 10 — темная форма. 11 — азиатская саранча, стадная форма, 12 — одиночная форма.8/0802491.jpgПримеры диморфизма у животных и растений: 1 — виноградная улитка, правозакрученная, 2 — левозакрученная. 3 — стрелолист, подводна форма, 4 — надводная форма. 5 — конопля, с мужскими цветками, 6 — с женскими цветками. 7 — цветок гречихи, длиннопестичный, 8 — короткопестичный. 9 — цветок подсолнечника, язычковый, 10 — трубчатый. 11 — гидрополип (полипоидная стадия гидроидных), 12 — гидромедуза (медузоидная стадия гидроидных).

Формы половой диморфизм

Репродуктивный — это постоянный диморфизм первичных и вторичных половых признаков, различных в мужской и женской статей, и, что имеет прямое отношение к размножению (гаметы, гонады, гениталии, молочные железы, борода человека, грива льва, шпоры петуха и т.д.). Это фундаментальные видовые признаки, гены которых должны быть общими для двух полов. А поскольку по общим генах не может быть генотипического половой диморфизм, то репродуктивный половой диморфизм — гормональный, то есть фенотипический. Его назначение — задать программы двух полов.

Модификационный — временный, в пределах онтогенеза. Он возникает в результате изменений женского пола, имеет более широкую норму реакции. Он предшествует эволюции любого признака, и чем шире норма реакции признака, тем больше может быть половой диморфизм по нему. Назначение модификационного полового диморфизму — защита женского пола от действия отбора, пока не появятся новые гены, проверенные в мужском геноме. Пример такого диморфизма — адаптация женщин арктических популяций: толстый жировой слой, короткие ноги, высокая минерализация скелета.

Эволюционный — Генотипический, возникает при эволюции любого признака, в результате опережающего изменения мужского генома. Вектор эволюционного полового диморфизма совпадает с направлением эволюции признака — от женской формы к мужской.

Пол растений


Шишки сосны: слева — женская, справа — мужская

Основные статьи: Разделение полов у растений, Двудомные растения и Однодомные растения

Дополнительные сведения: Вегетативное размножение

Растениям свойственно как половое, так и бесполое (вегетативное или спорообразование) размножение. При описании полового размножения высших растений часто используют термины «однодомность» и «двудомность». У однодомных растений сперматозоиды и яйцеклетки (для высших растений в большинстве случаев характерная оогамия) образуются на одном и том же растении, у двудомных — на разных растениях. Понятия «однодомность» и «двудомность» не совсем точно соотносятся с понятиями «гермафродитизм» и «раздельнополость» у животных. Например, все цветковые растения можно разделить на растения с обоеполыми цветками (цветки, в которых есть и тычинки, и пестики) и с однополыми цветками (только тычиночными или только пестичными). При этом растения с однополыми цветками могут быть однодомными (на одном и том же растении находятся и тычиночные, и пестичные цветки) и двудомными (на одном растении находятся тычиночные цветки, а на другом — пестичные).

Лучшие статьи : Сколько живут кане корсо

Литература

Асланян М. М., Солдатова О. П. . Генетика и происхождение пола. Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению «биология». — М.: Авторская академия; Товарищество научных изданий КМК, 2010. — 114 с. — ISBN 978-5-91902-001-1.
Коряков Д. Е., Жимулёв И. Ф. . Хромосомы. Структура и функции. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. — 258 с. — ISBN 978-5-7692-1045-7.
Астауров Б. Л., Генетика пола, в сборнике: Актуальные вопросы современной генетики, , 1966
Бреславец Л. П., Определение и наследственность пола у высших растений, «Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции, Сер. 2», 1934, № 6
Дерягин Г. Б. Криминальная сексология. Курс лекций для юридических факультетов. М., 2008. 552 с. ISBN 978-5-93004-274-0.
Лобашёв М. Е., Генетика, 2 изд., Л., 1967.
Рыжков В. Л., Генетика пола, , 1936.

Гетерогаметный и гомогаметный пол

Гетерогаме́тный пол — это генетически определённый пол, соответствующий наличию в клетках организма двух разных половых хромосом или одной, в удвоенной дозе приводящей к формированию альтернативного пола. Особи гетерогаметного пола дают две группы гамет (по содержанию разных половых хромосом).

У животных с гетерогаметным мужским полом для обозначения половых хромосом используются буквы X и Y. Особи, в норме несущие пару половых хромосом X и Y или одну хромосому X, — самцы, а несущие две хромосомы X — самки. К этой группе относятся млекопитающие, большинство видов насекомых и многие другие группы.

В случае, если гетерогаметный пол — женский, то используются другие обозначения для половых хромосом — Z и W. Особи с генотипом ZZ — самцы; ZW — самки. Гетерогаметный женский пол характерен для чешуекрылых насекомых, пресмыкающихся и птиц.

Гетерогаметный женский пол встречается в значительно меньшем числе групп организмов, чем гетерогаметный мужской. У некоторых видов есть оба механизма определения пола, в частности для одного из видов рыб меченосцев (род Xiphophorus) отмечены половые хромосомы W, X, Y и Z.

В ряде случаев Y— или W-хромосома в ходе эволюции теряется. Тогда наборы хромосом у гетерогаметного пола обозначаются как X0 или Z0 соответственно.

В связи с тем, что природные популяции содержат мутации, в гомозиготном (или гемизиготном) состоянии, снижающие жизнеспособность, то особи с гетерогаметным полом чаще имеют пониженную приспособленность.

Гомогаме́тный пол — пол, у особей которого в ходе мейоза образуются одинаковые гаметы, несущие одинаковые половые хромосомы. Например, у человека яйцеклетки женщины (ХХ) содержат по одной Х-хромосоме, в отличие от мужских гамет — сперматозоидов, которые могут содержать как Х-, так и Y-хромосому (гетерогаметный пол).

У большинства насекомых, млекопитающих, в том числе у человека, гомогаметный пол — женский (XX). У птиц, пресмыкающихся и бабочек, наоборот, гомогаметный пол — мужской (ZZ).

Что такое Половой Диморфизм

Половой диморфизм или «диморфизм полов» — это термин, описывающий гендерные физические различия, которые существуют среди различных живых существ.

Половой диморфизм – простыми словами.

Простыми словами, половой диморфизм – это различия между самцами и самками в пределах одного вида. Эксперты определили, что эти различия существуют по многим причинам, некоторые из которых основаны на половом размножении, в то время как другие основаны на практических ролях полов в различных социальных структурах. Половой диморфизм может проявляться по-разному, включая различия в размерах, вариации цвета или изменения основной формы.

Как проявляется диморфизм полов.

Подобные различия могут проявляться абсолютно различным образом, учитывая многообразие животного мира. Некоторые из них можно считать довольно очевидными, в то время как другие весьма тонкие, и их трудно заметить с помощью простой визуальной идентификации для тех, кто не является экспертом. Например, очень легким для восприятия может являться факт различия в цвете шерсти между самцом и самкой, но гораздо сложнее заметить различия, которые заключаются лишь в надбровных дугах. У некоторых животных, полы выглядят настолько похожими, что даже эксперты не могут отличить их друг от друга без тщательного изучения животного или проведения на нем тестов.

Одним из самых распространенных различий является разница в размерах между полами. Самцы обычно крупнее самок, и это очень хорошо видно в среде различных млекопитающих видов. Однако и в данном случаи бывают исключения. Когда самки намного крупнее самцов, то это принято называть – «обратным половым диморфизмом». Некоторые из наиболее ярких примеров этого явления обычно обнаруживаются среди отдельных птиц и некоторых видов насекомых.

Примеры полового диморфизма в природе.

В качестве примера очевидного полового диморфизма можно рассмотреть несколько видов животных.

Половой диморфизм у павлинов:

Во многих случаях половой диморфизм существует прежде всего для оказания помощи в идентификации или для усиления сексуального влечения

Например, у павлина яркое оперение помогает самцу привлечь внимание самки, а также, отогнать конкурентов. Иногда данные различия несут в себе сугубо практическую необходимость

К примеру, грива у льва, которому часто приходится отстаивать свой авторитет в прайде, визуально придает больший размер тела, и служит защитой при укусах за шею.

Половой диморфизм

Признаки, по которым отличаются особи разных полов делятся на первичные и вторичные. Первичные половые признаки это те, которые обеспечивают образование гамет и соединение их в процессе оплодотворения. У всех млекопитающих, в том числе собак, это половые железы (гонады), половые пути и наружные половые органы (гениталии). К вторичным половым признакам относят признаки и свойства организма, не обеспечивающие непосредственно процессы образования половых клеток, спаривания и оплодотворения, но играющие важную роль в половом размножении.

Лучшие статьи : Редкие и удивительные животные планеты Земля

У собак к ним относятся особенности телосложения и поведения, обеспечивающие, так называемый, половой диморфизм. У большинства видов животных половой диморфизм заключается в том, что самцы имеют более развитые вторичные половые признаки по сравнению с самками. До половой зрелости, а точнее до первого сезона размножения, самки и самцы многих видов животных очень похожи друг на друга. Под влиянием половых гормонов внешний вид самцов, а у некоторых видов — самок, заметно преображается. Некоторые рыбы приобретают необыкновенно яркую окраску, у самцов копытных отрастают рога, у некоторых обезьян — гривы, усы и борода. У птиц образуются совершенно невероятные наряды из перьев, отрастают гребни, набухают сережки. У некоторых видов эти изменения сохраняются в течение всей жизни, у других же подобные наряды служат признаки готовности к размножению и проявляются только в брачный сезон. Подобные ритуальные органы обнаруживаются у представителей любой другой группы животного мира. Таковы, в частности, броские, яркие отметины и экстравагантные, удлиненные, расширенные или причудливо вырезанные перья многих птиц, видоизмененные плавники рыб, меняющие окраску кожные «воротники» рептилий. Все эти «украшения» явно демонстрируются перед прочими особями своего вида, перед самкой или соперником за счет специфических форм демонстративного поведения. С приближением сезона размножения под воздействием половых гормонов, животные начинают демонстрировать свои половые признаки. Они поднимают и опускают хохлы, распускают хвосты, как, например, павлины, производят множество ритуальных движений, в общих чертах весьма похожих у представителей разных таксономических групп. Очевидно, в ходе эволюции и сами украшения, и способы их показа развивались параллельно. Демонстрирование этих сигнальных структур несет жизненно важную информацию, которая указывает другим особям на половую принадлежность демонстрирующего животного, на его возраст, силу, право собственности на данный участок местности и т. д.

У собак специфические вторичные половые признаки — как, например усы и борода у человека или хвост у павлина отсутствуют, однако при нормальном развитии самка и самец одной породы имеют выраженные внешние отличия. Половой диморфизм у собак хорошо выражен в специфическом для пола развитии вторичных половых признаков, как, например размеров тела, соотношения мышечной и костной массы, формы головы. Кобели всех пород крупнее и массивнее сук, имеют мужественное выражение морды. Они агрессивнее и сильнее сук. Половому диморфизму придается большое значение в оценке экстерьера собак, несоответствие половому типу относится к разряду дисквалифицирующих пороков. Племенное использование таких собак ведет к появлению разнообразных нарушений физиологических процессов и экстерьера собак.

Гермафродитизм

Гермафродитизм (по имени греческого бога Гермафродита греч. Ερμαφρόδιτος) — одновременное или последовательное наличие мужских и женских половых признаков и репродуктивных органов у раздельнополых организмов.

Различают естественный гермафродитизм, присущий различным видам животных и растений (однодомность) и аномальный (патологический) гермафродитизм нормально раздельнополых животных (см. Гинандроморфизм, Интерсексуальность).

Гермафродитизм достаточно широко распространён в природе — как в растительном мире (в этом случае обычно используются термины однодомность или многодомность), так и среди животных. Большая часть высших растений являются гермафродитами, у животных гермафродитизм распространён прежде всего среди беспозвоночных — ряда кишечнополостных, подавляющего большинства плоских, некоторых кольчатых и круглых червей, моллюсков, ракообразных (в частности, большинства видов усоногих раков) и насекомых (кокциды).

Среди позвоночных гермафродитами являются многие виды рыб, причём наиболее част гермафродитизм у рыб, населяющих коралловые рифы. При естественном гермафродитизме особь способна продуцировать как мужские, так и женские гаметы, при этом возможна ситуация, когда способностью к оплодотворению обладают оба типа гамет (функциональный гермафродитизм), либо только один тип гамет (афункциональный гермафродитизм).

Гермафродитизм является одной из разновидностей полового размножения: организмы-гермафродиты продуцируют мужские и женские гаметы, слияние которых образует зиготу в половом процессе. Поскольку основным эволюционным преимуществом полового размножения является рекомбинация генетического материала родительских особей при перекрёстном оплодотворении (экзогамии), в ходе эволюции у большинства видов выработались различные формы гермафродитизма, предотвращающие самооплодотворение (автогамию), однако у многих водорослей, грибов и цветковых растений, а в животном мире — среди гельминтов (паразитических червей) самооплодотворение достаточно распространено.

Coris julis, стадия самки

Coris julis, стадия самца

Существуют также следующие виды гермафродитизма:

Синхронный гермафродитизм. При синхронном гермафродитизме особь способна одновременно продуцировать и мужские, и женские гаметы. В растительном мире такая ситуация зачастую приводит к самооплодотворению, встречающемуся у многих видов грибов, водорослей и цветковых растений (самоопыление у самофертильных растений).
Последовательный гермафродитизм (дихогамия). В случае последовательного гермафродитизма (дихогамии) особь последовательно продуцирует мужские либо женские гаметы, при этом происходит либо последовательная активация гонад мужского и женского типов, либо смена фенотипа, ассоциированного с полом целиком. Дихогамия может проявляться как в пределах одного репродуктивного цикла, так и в течение жизненного цикла особи, при этом репродуктивный цикл может начинаться либо с мужской (протандрия), либо с женской (протогиния).
Аномальный (патологический) гермафродитизм. Наблюдается во всех группах животного мира, в том числе у высших позвоночных животных и человека. Гермафродитизм у людей является патологией сексуальной детерминации на генетическом или гормональном уровнях. Различают истинный и ложный гермафродитизм.

Соотношение полов

Соотношение полов — отношение числа самцов к числу самок в раздельнополой популяции.

Соотношение полов наряду с половым диморфизмом является важной характеристикой раздельнополой популяции. Обычно его выражают количеством самцов, приходящихся на 100 самок, долей мужских особей или в процентах

Лучшие статьи : Бигль харьер — неутомимая французская гончая

В зависимости от стадии онтогенеза различают первичное, вторичное и третичное соотношение полов. Первичное — это соотношение полов в зиготах после оплодотворения; вторичное — соотношение полов при рождении и, наконец, третичное — соотношение полов зрелых, способных размножаться особей популяции.

Определение пола

Определе́ние по́ла, или детермина́ция по́ла — биологический процесс, в ходе которого развиваются половые характеристики организма. Большинство организмов имеют два пола. Иногда встречаются также гермафродиты, сочетающие признаки обоих полов. Некоторые виды имеют лишь один пол и представляют собой самок, размножающихся без оплодотворения путём партеногенеза, в ходе которого на свет появляются также исключительно самки.

Половое размножение и проявление полового диморфизма широко распространено в различных таксономических группах. Для механизмов полоопределения характерно большое разнообразие, что свидетельствует о неоднократности и независимости возникновения пола в различных таксонах.
Во многих случаях пол определяется генетически. Генетическая детерминация пола — наиболее распространённый способ определения пола у животных и растений, пол при этом может определяться серией аллелей одного или нескольких аутосомных генов, или детерминация пола может происходить при помощи половых хромосом с пол-определяющими генами (см. ). При хромосомном определении пола набор половых хромосом у самцов и самок, как правило, разный из-за их гетероморфности, и пол определяется комбинациями половых хромосом: ХY, ZW, X0, Z0. В других случаях пол определяется факторами окружающей среды. Например, у всех крокодилов, некоторых ящериц, черепах, рыб и гаттерии пол зависит от температуры, при которой развивалась особь. У муравьёв, пчёл, ос и некоторых других насекомых существует ещё один механизм: пол зависит от числа хромосомных наборов. Гаплоидные самцы развиваются из неоплодотворённых яиц, а диплоидные самки — из оплодотворённых. Некоторые виды не имеют константного пола и могут менять его под действием внешних стимулов. Детали некоторых механизмов определения пола ещё не полностью ясны.

Следует отличать детерминацию пола от дифференцировки пола. После детерминации пола по какому-либо из упомянутых выше механизмов, запускается половая дифференцировка. Это запуск, как правило, осуществляется главным геном — половым локусом, вслед за ним по каскадному механизму в процесс включаются остальные гены.

ГЛАВА 3 ОБРАЗОВАНИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК

Размножение становится возможным лишь по достижении животным половой зрелости. Половая зрелость животных наступает с момента начала активного образования половых клеток. Сроки наступления ее у собак сильно варьируют и зависят от многих внешних и внутренних причин.

В процессе с образования половых клеток проходит мейотическое деление клетки, приводящее к уменьшению числа хромосом вдвое. Мейоз обеспечивает сохранение постоянства числа хромосом. Если бы число хромосом в гаметах оставалось таким же (диплоидным) как и в соматических клетках (клетках тела), то при оплодотворении в каждом поколении число хромосом бы удваивалось. Кроме того, в процессе мейоза, каждая из хромосом имеет равную вероятность попасть в ту или другую из образующихся гамет. Соответственно в каждой из гамет могут оказаться как «отцовские», так и «материнские» хромосомы. При диплоидном наборе хромосом у собаки, равным 78, число возможных сочетаний хромосом составит 3003! Вероятность того, что в одну клетку попадут хромосомы только отца или только матери ничтожно мала и составит в данном случае (1/2) в тридцать девятой степени! Дополнительное перемешивание генетического материала осуществляется также путем кроссинговера — обмена участками хромосом в процессе мейоза.

У насекомых

Дрозофила: слева — самка (XX), справа — самец (XY)

Насекомые раздельнополы. Органы размножения самки обычно представлены парными яичниками и тянущимися по бокам яйцеводами, которые сливаются в один непарный проток, впадающий во влагалище. У самок имеются семяприёмники и придаточные половые железы. У самцов имеются парные семенники, от которых отходят семяпроводы, тянущиеся по бокам тела. В нижней части семяпроводы расширяются, образуя семенные пузырьки, предназначенные для хранения спермы. Семяпроводы объединяются в общий семяизвергательный канал, открывающийся на способном увеличиваться или выдвигаться совокупительном органе. Придаточные железы секретируют семенную жидкость.

У насекомых (пчёл и других перепончатокрылых, червецов), клещей, а также у коловраток из оплодотворённых яиц получаются самки (или самки и самцы), а из неоплодотворённых развиваются только самцы.

Мозаичный гинандроморф бабочки Papilio androgeus.

Гинандроморфизм

Гинандроморфизм (др.-греч. γυνή — женщина + ἀνήρ, род. п. ἀνδρός — мужчина + μορφή — вид, форма) — аномалия развития организма, выражающаяся в том, что в одном организме крупные участки тела имеют генотип и признаки разных полов. Является результатом наличия в мужских и женских клетках организма наборов половых хромосом с разным количеством последних, как например у многих насекомых. Гинандроморфизм происходит как результат неправильного распределения половых хромосом по клеткам в ходе нарушенного созревания яйцеклетки, её оплодотворения или дробления.

Особи — гинандроморфы наиболее ярко выражены у насекомых с четко проявляющимися признаками полового диморфизма, при этом морфологически выделяются следующие типы гинандроморфов:

билатеральные, у которых одна продольная половина тела имеет признаки мужского пола, другая — женского;
передне-задние, у которых передняя часть тела несёт признаки одного пола, а задняя — другого;
мозаичные, у которых перемежаются участки тела, несущие признаки разных полов.

У позвоночных животных и у человека вследствие действия половых гормонов подобные явления приводят к половым аномалиям, при которых секториальное распределение мужских и женских тканей обычно проявляется не так резко. При интерсексуальности наблюдается более сложная дифференциация женских и мужских признаков.