PENENTUAN JENIS KELAMIN: JENIS SISTEM DAN KARAKTERISTIK - BIOLOGI - 2025

The penentuan seks dikendalikan oleh sejumlah mekanisme bervariasi antara taksa yang menetapkan karakteristik seksual individu. Sistem ini dapat bersifat intrinsik bagi individu - yaitu genetik - atau dikendalikan oleh faktor lingkungan yang mengelilingi individu selama tahap awal kehidupan.

Dalam penentuan intrinsik, ahli biologi telah mengklasifikasikan sistem ini menjadi tiga kategori utama: gen individu, sistem haplodiploid, atau kromosom khusus atau seks. Kasus terakhir ini adalah 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.

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, dibawa oleh individu yang berbeda, dalam variasi genetik yang menguntungkan.

Pada kebanyakan organisme eukariotik, penentuan jenis kelamin adalah peristiwa yang terjadi pada saat pembuahan. Fenomena ini dapat terjadi oleh tiga sistem berbeda: gen individu, sistem haplodiploid, atau kromosom khusus.

Demikian juga, kami memiliki penentuan karakteristik seksual yang dimediasi oleh faktor lingkungan, seperti suhu. Ini terjadi pada katak, kura-kura, dan aligator, di mana suhu inkubasi tampaknya menentukan jenis kelamin.

Kami akan menjelaskan setiap sistem di bawah ini, menggunakan contoh yang diambil dari kerajaan hewan dan tumbuhan:

Gen individu

Dalam organisme di mana jenis kelamin ditentukan oleh gen individu, tidak ada kromosom seks. Dalam kasus ini, jenis kelamin bergantung pada serangkaian alel yang terletak pada kromosom tertentu.

Dengan kata lain, jenis kelamin ditentukan oleh sebuah gen (atau beberapa di antaranya) dan bukan oleh keberadaan kromosom yang lengkap.

Vertebrata yang berbeda, seperti ikan, amfibi dan beberapa reptil memiliki sistem ini. Itu juga telah dilaporkan pada tumbuhan.

Alel yang berpartisipasi dalam fenomena ini memiliki sistem dominasi yang dikenal luas untuk karakter autosomal. Pada tumbuhan, alel yang menentukan maskulinitas, hermafroditisme, dan karakter feminin individu telah ditentukan.

Sistem haplodiploid

Sistem haplodiploid umum ditemukan pada lebah

Sistem haplodiploid menentukan jenis kelamin tergantung pada kondisi haploid atau diploid individu. Kami manusia diploid - baik pria maupun wanita. Namun, kondisi ini tidak dapat diekstrapolasi ke semua kelompok hewan.

Sistem haplodiploid cukup umum di 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 eusosialnya, memiliki basis dalam sistem genetik yang menentukan jenis kelaminnya.

Lebah kekurangan kromosom seks. Betina diploid (2n) dan jantan haploid (n), disebut drone. Untuk alasan ini, perkembangan betina berasal dari pembuahan telur, sedangkan ovula yang tidak dibuahi berkembang menjadi jantan. Artinya, yang terakhir tidak punya ayah.

Pada wanita, pembagian antara pekerja dan ratu tidak ditentukan secara genetik. Hirarki ini ditentukan oleh pola makan individu pada tahap awal kehidupannya.

Kromosom khusus

Kasus kromosom khusus atau kromosom seks adalah yang paling berhubungan dengan kita. Ini ada pada semua mamalia, semua burung dan banyak serangga, menjadi bentuk umum pada organisme dengan fenotipe seksual yang berbeda.

Pada tumbuhan, meskipun sangat jarang, dimungkinkan untuk menentukan beberapa spesies dioccal yang memiliki kromosom seks.

Sistem ini memiliki varian yang berbeda. Di antara yang paling umum dan sederhana kami menemukan sistem: XX-X0 dan XX-XY, di mana jenis kelamin heterogametik adalah laki-laki, dan ZZ-ZW, di mana jenis kelamin heterogametik adalah perempuan.

Sistem pertama, XX dan X0, biasa ditemukan pada serangga dari 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 tumbuhan yang sangat terbatas, seperti Cannabis sativa. Dalam sistem ini, jenis kelamin ditentukan oleh gamet jantan. Jika yang terakhir memiliki kromosom X, keturunannya sesuai dengan betina, sedangkan gamet Y akan melahirkan jantan.

Sistem terakhir, ZZ dan ZW, ada pada semua burung dan beberapa serangga dari ordo Lepidoptera

Penentuan rahasia

Dalam taksa tertentu, rangsangan lingkungan yang berbeda, pada tahap awal kehidupan individu, memiliki peran penting dalam menentukan jenis kelamin. Dalam kasus ini, penentuan dari sudut pandang genetik belum sepenuhnya dijelaskan, dan jenis kelamin tampaknya bergantung sepenuhnya pada lingkungan.

Pada penyu laut, misalnya, variasi tambahan 1 ° C mengubah seluruh populasi jantan menjadi populasi yang hanya terdiri dari betina.

Pada aligator, ditemukan bahwa inkubasi yang lebih rendah dari 32 ° C menghasilkan populasi betina dan suhu lebih tinggi dari 34 ° C diterjemahkan ke dalam populasi jantan. Pada kisaran 32 sampai 34, proporsi antara jenis kelamin bervariasi.

Selain suhu, pengaruh variabel lingkungan lainnya telah dibuktikan. Pada salah satu spesies annelida, Bonellia viridis, jenis kelamin ditentukan dalam tahap larvanya. Larva yang berenang bebas di air, berkembang menjadi 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 yang mampu menginfeksi berbagai spesies arthropoda dan juga beberapa nematoda. Bakteri ini ditularkan secara vertikal, dari betina ke keturunannya di masa depan, melalui telur - meskipun perpindahan horizontal juga telah didokumentasikan.

Mengenai penentuan jenis kelamin pada organisme yang didiami, Wolbachia memiliki efek yang sangat relevan.

Ia mampu membunuh laki-laki dalam populasi, di mana laki-laki yang terinfeksi mati pada tahap awal kehidupan mereka; membuat feminisasi populasi, dimana laki-laki yang berkembang menjadi perempuan; dan terakhir, ia mampu menghasilkan populasi partenogenetik.

Semua fenotipe yang disebutkan, yang melibatkan distorsi rasio jenis kelamin dengan bias yang ditandai terhadap perempuan, 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

Sekawanan serigala.

Properti 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 statistik dan ahli biologi Inggris, mengusulkan pada tahun 1930 sebuah teori untuk menjelaskan mengapa populasi mempertahankan rasio pria dan wanita 50:50. Secara wajar, ini juga menjelaskan mengapa mekanisme yang mengubah rasio yang sama ini dipilih.

Secara berurutan, dimungkinkan 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 sehingga mekanisme untuk menentukan jenis kelamin harus dipilih sesuai dengan prinsipnya.

Trivers dan hipotesis Willard

Kemudian, pada tahun 1973, para penulis ini mencatat bahwa rasio jenis kelamin bergantung pada banyak faktor lain - terutama keadaan fisiologis betina - yang tidak diperhitungkan dalam penjelasan Fisher.

Argumen tersebut didasarkan pada premis-premis berikut: ketika seorang perempuan secara fisiologis "sehat", ia harus menghasilkan laki-laki, karena anak-anak ini memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan bereproduksi.

Dengan cara yang sama, ketika betina tidak dalam kondisi fisiologis yang optimal, strategi terbaik adalah produksi betina lain.

Secara alami, betina yang lemah sering bereproduksi, meskipun status fisiologisnya "inferioritas". Berbeda dengan pejantan lemah, dimana kemungkinan reproduksinya sangat rendah.

Proposal ini telah diuji di berbagai sistem biologi, seperti tikus, rusa, anjing laut, bahkan pada populasi manusia.

Perspektif evolusi dan pertanyaan masa depan

Dilihat dari sudut pandang evolusi, keragaman mekanisme yang menentukan jenis kelamin menimbulkan pertanyaan tertentu, antara lain: 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 memberikan individu keuntungan tertentu atas yang lain. Artinya, jika ada mekanisme tertentu yang disukai secara selektif.

Referensi

1. Asgharian, H., Chang, PL, Mazzoglio, PJ, & Negri, I. (2014). Wolbachia tidak semua tentang seks: Wolbachia yang feminin pada laki-laki mengubah transkriptom Zyginidia pullula wereng dengan cara yang sebagian besar tidak bergantung pada jenis kelamin. Frontiers dalam mikrobiologi, 5, 430.
2. 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.
3. Ferreira, V., Szpiniak, B. & Grassi, E. (2005). Manual genetika. Volume 1. Universitas Nasional Río Cuarto.
4. Leopold, B. (2018). Teori Ekologi Populasi Satwa Liar. Waveland tekan inc.
5. Pierce, BA (2009). Genetika: Pendekatan konseptual. Panamerican Medical Ed.
6. Wolpert, L. (2009). Prinsip pembangunan. Panamerican Medical Ed.