Wie könnten Arten das Geschlecht genetisch bestimmen, indem sie nur Autosomen verwenden? [geschlossen]

Chromosomen treten, wenn sie gepaart sind, sowohl als Autosomen als auch als Allosomen auf. Ein Autosomenpaar ist in Form, Größe und Verhalten identisch. Dies ist bei Allosomen nicht unbedingt der Fall. Ob die Allosomen in einem Organismus homozygot, heterozygot, diploid oder haploid sind, wird typischerweise verwendet, um das Geschlecht dieses Organismus zu bestimmen.

In Abwesenheit von Allosomen und Umweltfaktoren, welche Mechanismen würden es den Autosomen allein ermöglichen, das Geschlecht eines Organismus zu bestimmen?

EDIT: Es gibt zwei solche autosomalen Mechanismen, von denen ich weiß, dass sie auf der Erde existieren.

  • Es wird spekuliert, dass sich Geschlechtschromosomen aus Chromosomen mit einem geschlechtsbestimmenden Gen entwickelt haben. Der Phänotyp wurde durch das Vorhandensein eines dominanten Allels bestimmt. Später invertierten sich die Chromosomen, die das dominante Allel enthielten, und waren praktisch nicht mehr in der Lage, sich mit ihrem Homolog zu kreuzen. Wenn dieses Allel zu Männchen führte, führte es zum XY-System; bei Weibchen das ZW-System. Einige Tiere verwenden immer noch Allele, es fehlen also echte Allosomen, da sich diese Chromosomen überkreuzen können.
  • Pilze haben kein Geschlecht, weil alle Individuen denselben Gametentyp produzieren. Die reproduktive Kompatibilität wird durch Paarungstypen bestimmt, die, wie der Name schon sagt, ähnlich wie Blutgruppen funktionieren: Wenn zwei Personen denselben Paarungstyp haben, können sie sich nicht fortpflanzen. Dieser Mechanismus ist nicht auf Organismen mit Geschlecht anwendbar.
Nein, alternative genetische Anordnungen sind möglich, insbesondere bei außerirdischen Lebensformen, denen wir begegnen könnten. Das ist die einzig mögliche Antwort, die nicht zu weit gefasst ist, also werde ich für den Abschluss stimmen. Bitte stellen Sie eine spezifischere Frage zu alternativen genetischen Schemata.
Wenn wir das Geschlecht nicht wie bei Menschen über Chromosomen bestimmen können, aber das System ähnlich ist, dann ist die primäre Option, dass das Wesen beide Geschlechter hat und sich entweder asexuell reproduziert oder das Geschlecht ändern kann (es sei denn, wir gehen von Mass Effect zu Asari, wo es gibt nur ein Geschlecht, und ihre Kinder sind Klone mit erzwungenen Mutationen, die von einem anderen Individuum gesammelt wurden, möglicherweise von anderen Arten.) Leider verstehe ich dieses Zeug nicht genug, um dies zu beantworten, obwohl Sie vielleicht die Frage erweitern könnten, um die Lebensfähigkeit zu beschreiben dieser Ideen.
@ Ryan: Das Geschlecht könnte eher durch ein Gen als durch ein ganzes Chromosom bestimmt werden. Sex hat zwei Phänotypen: männlich und weiblich. Dieser Phänotyp wird durch das Vorhandensein oder Fehlen eines dominanten Allels bestimmt. Einzigartigerweise wäre es praktisch nicht vorhanden, zwei dominante Allele zu haben, da ein solches Individuum immer nur Nachkommen des eigenen Geschlechts haben würde.
Nach einigen weiteren Recherchen fand ich einen Artikel , der zu erklären scheint, warum Allosomen nur mit der Geschlechtsbestimmung zusammenfallen. Wenn zwei Autosomen zu divergieren beginnen, werden sie durch genetische Drift entfernt, aber die Geschlechtsbestimmung stellt sicher, dass die Allosomen erhalten bleiben, da die Art mit nur einem Geschlecht nicht überleben kann.

Antworten (2)

Geschlechtsbestimmungssysteme in Erdgeschöpfen sind zahlreich und vielfältig. Manche beinhalten überhaupt keine Chromosomen – zum Beispiel das temperaturabhängige Geschlecht vieler Reptilien oder Fische wie Lippfische oder Clownfische, die ein Leben mit einem Geschlecht beginnen und sich dann in ein anderes verwandeln.

Die menschliche Geschlechtsbestimmung beinhaltet Gene auf den Geschlechtschromosomen UND auf den Autosomen. Das Buch Sex Itself: The Search for Male & Female in the Human Genome von Sarah Richardson erzählt die Geschichte, wie Biologen herausgefunden haben, was vor sich geht.

Es könnte immer nur Zufall sein, weißt du. Wenn es nicht durch genetische oder Umweltfaktoren bestimmt wird, muss der sich entwickelnde Organismus in einem frühen Entwicklungsstadium einfach einen Münzwurf machen. Biologische Systeme haben Tonnen von zufälligem Rauschen und Schwankungen, die ständig auftreten, also ist das wirklich nicht so schwer. Tatsächlich treten während der Entwicklung viele dieser Arten von biologischen Münzwürfen auf. Sie brauchen nur einen sogenannten „ bistabilen Schalter “. Wenn Sie zwei positive Rückkopplungsschleifen haben, die sich gegenseitig hemmend wirken, kann im Wesentlichen nur eine dieser beiden Schleifen gleichzeitig eingeschaltet sein.

Angenommen, es gibt zwei Gene M und F. Jedes codiert einen Transkriptionsfaktor, der andere Gene ein- oder ausschaltet. Der Transkriptionsfaktor von M macht 3 Dinge. Es schaltet Gene ein, die Testosteron und Anti-Müller-Hormon und schließlich männliche Keimdrüsen produzieren. Es aktiviert auch direkt oder indirekt Ms eigenen Ausdruck und erzeugt eine positive Rückkopplungsschleife. Und schließlich wirkt es, indem es die Expression des Transkriptionsfaktors von F herunterreguliert und verringert. F tut dasselbe, indem es einen weiblichen Organismus, seine eigene positive Rückkopplungsschleife, erzeugt und M hemmt. Jetzt haben wir ein System geschaffen, in dem es zwei stabile Zustände gibt . M ein und F aus oder F ein und M aus. Wenn beide Gene ausgeschaltet sind, wird sich eines, sobald es zufällig leicht aktiviert wird, weiter selbst einschalten, bis es vollständig aktiv ist und das andere vollständig unterdrückt wird.

Bei diesem Geschlechtsbestimmungsschema wird das Geschlecht des Organismus durch zufällige Änderungen der relativen Werte von M und F bestimmt. Sie können es sich wie einen perfekt ausbalancierten Ball auf der Spitze eines Hügels oder am Lagrange-Punkt L1 zwischen einem Planeten vorstellen und ein Stern. Der Ball wird schließlich aufgrund zufälliger Störungen nach links oder rechts fallen und sich dann nie umkehren. Ein ziemlich ähnliches und sehr gut untersuchtes Beispiel für diese Art von bistabilem Schalter ist die Aktivität des Gens Xist bei der zufälligen Inaktivierung des X-Chromosoms, und es gibt noch viele weitere.

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