Sex-determination system
From Wikipedia, the free encyclopedia
Jump to: navigation, search
This article is about the biological cause of sexual differentiation. For other uses, see Sex determination (disambiguation).
A sex-determination system is a biological system that determines the development of sexual characteristics in an organism. Most sexual organisms have two sexes. Occasionally there are hermaphrodites in place of one or both sexes. There are also some species that are only one sex due to parthenogenesis, the act of a female reproducing without fertilization. In many cases, sex determination is genetic: males and females have different alleles or even different genes that specify their sexual morphology. In animals, this is often accompanied by chromosomal differences. Determination genetically is generally through chromosome combinations of XY, ZW, XO, or haplodiploid. Sexual differentiation is generally started by a main gene, a sex locus, then a multitude of other genes follow in a domino effect. In other cases, sex is determined by environmental variables (such as temperature) or social variables (the size of an organism relative to other members of its population). Environmental sex determination occurred before genetic; it is thought that a temperature-dependent reptile was the common ancestor to sex chromosomes. Some species do not have a set sex, and instead change it based on certain cues. The details of some sex-determination systems are not yet fully understood.
Daca stii engleza ai sa vezi ca si temperatura mediului poate influenta determinismul sexelor; si daca ai invatat pentru olimpiada de biologie ma indoiesc ca ai avut din ce sa studiezi acest lucru care e relativ nou si in studiu pe deasupra.
Fosilele de tranziție aparțin unor organisme care întrunesc caractere intermediare a două sau mai multe grupe sistematice și ocupă nodurile de evoluție din cadrul sistemelor naturale de clasificare. Ele dovedesc originea comună a grupelor respective.
Exemple de plante de tranziție:
Rhynia
Rhynia (silurian) - psilofite având tulpini aeriene cu sporangi; fac legătura între algele verzi marine și primele criptogame vasculare;
Pteridosperme (carbonifer și permian) - ferigi cu semințe, frunze mici asemănătoare coniferelor; fac legătura între ferigi și gimnosperme;
Cycadale și Beneditale (mezozoic) - ferigi heterospore; fac legătura între gimnosperme și angiosperme;
Exemple de animale de tranziție:
Archaeopteryx
Ichtyostega (devonian) - amfibian cu craniu de pește și membre dispuse lateral cu 5 degete (ca la amfibieni); face legătura între crossopterigieni și amfibieni;
Seymuria (carbonifer) - amfibian cu craniu de stegocefal și coloană vertebrală asemănătoare reptilelor primitive; face legătura între amfibieni și reptile primitive;
Reptile teromorfe (permian) - dinții diferențiați în incisivi și molari; face legătura între reptile și mamifere;
Archaeopteryx (jurasic) - din cauza trăsăturilor atât aviare cât și reptiliene, se consideră că face legătura dintre reptile și păsări
Mai vrei fosile de tranziție?
Fosilele vii sunt specii care trăiesc și astăzi. Ele au rămas aproape neschimbate pe parcursul unor lungi perioade geologice. Cel mai adesea sunt reprezentanți ai unor grupe dispărute (ex. Ginkgo biloba, Sequoia, Nautilus etc). Multe sunt considerate forme de tranziție (Latimeria, ornitorincul etc).
Latimeria chalumnae - pește crossopterigian, descoperit în 1938, în apropierea coastei de sud-este a Africii, pe fundul mării. Maxilarul are dentiție de pește răpitor; înotătoarele perechi cu care se deplasează pe fundul apelor au oase mici unite prin articulații; ele amintesc de membrele tetrapodelor, fiind considerați strămoșii acestora.
Ornitorincul este un mamifer, reprezentant al familiei Ornithorhynchidae a ordinului Monotremata, în a cărui alcătuire anatomică găsim o neobișnuită îmbinare de caractere, moștenite de la strămoșii reptilieni, altele amintind de păsări.
Monotremele sunt cele mai vechi și mai primitive mamifere actuale și fac legătura, din punct de vedere evolutiv, între reptile, păsări, și alte mamifere. Acest lucru e dovedit de următoarele caracteristici:
nu nasc pui vii, ci depun ouă, dar puii ieșiți din ouă sunt hrăniți cu laptele produs de glande mamare individuale ce se deschid separat pe o anumită parte a abdomenului. Astfel, ele se reproduc la fel ca reptilele, dar își hrănesc puii cu lapte, la fel ca mamiferele.
centura scapulară amintește de cea a reptilelor (osul coracoid este independent), iar cea pelviană, care leagă membrele posterioare de corp are, pe lângă cele trei oase obișnuite, și două oase marsupiale, articulate pe pubis.
deși sunt animale cu sânge cald, temperatura corpului lor variază în funcție de cea a mediului extern.
creierul lor diferă mult de cel reptilian, însă e mai primitiv ca al Plancetarelor, lipsind legăturile nervoase dintre cele două emisfere cerebrale.
Mai vrei fosile vii?
Despre fosile
Multe tranziții evolutive sunt documentate elegant prin serii de modificări graduale, mai mult sau mai puțin continue, de fosile intermediare. Unele, însă nu sunt, și acestea reprezintă vestitele "intervale". Michael Shermer a scos cu pertinență în evidență faptul că, chiar dacă descoperirea unei fosile noi umple un "interval", creaționiștii vor afirma că, acum, există de două ori mai multe intervale! Dar este complet ilogic să pretinzi o documentare completă a fiecărui pas al narațiunii, fie în evoluție, fie oriunde în domeniul științei. La fel de bine s-ar putea pretinde, înainte de a condamna pe cineva pentru o crimă, o redare cinematică completă a fiecărui pas al criminalului până la crima propriu-zisă, fără nici un cadru lipsă.
Numai o mică parte a corpurilor fosilizează, și suntem norocoși a avea și atâtea fosile intermediare câte avem. Deși am fi putut cu ușurință, să nu avem nici un fel de fosile, cu toate acestea, dovezile evoluției provenind din alte surse, precum genetica moleculară și distribuția geografică, ar fi fost deosebit de puternice.
Pe de altă parte, evoluția previzionează că, dacă o singură fosilă a apărut într-un strat geologic greșit, întreaga teorie va fi spulberată. Fiind întrebat cum ar putea fi dată peste cap evoluția, J. B. S. Haldane a mormăit un răspuns faimos: "Fosile de iepure în precambrian". Dar până în zilele noastre astfel de fosile anacronice nu au fost niciodată descoperite. Și am impresia că nici nu vor fi vreodată.
Dovezile anatomiei comparate
Anatomia comparată oferă numeroase exemple privind evoluţia vieţuitoarelor datorită: planului general de organizare a vieţuitoarelor, prezenţei organelor rudimentare, formelor actuale de tranziţie şi evoluţiei diferitelor sisteme de organe în seria vieţuitoarelor.
Planul unic de structură al unor vieţuitoare dovedeşte originea lor comună, dar şi evoluţia lor. De exemplu, toate angiospermele au rădăcină, tulpină, frunze, flori şi seminţe închise în fruct, iar organele sunt alcătuite, în general, din aceleaşi părţi ( floarea din caliciu, corolă, gineceu şi androceu, tulpina din epidermă, scoarță, cilindru central şi măduvă etc). Şi la vertebrate, diferitele sisteme de organe sunt alcătuite din aceleaşi părţi (sistemul nervos este format din encefal, măduva spinării şi nervi, iar la rândul lui encefalul este format din aceleaşi părţi principale etc)
Evoluția encefalului la vertebrate (emisfere cerebrale, creier intermediar, creier mijlociu, creier mic, bulb rahidian)
Unitatea de structură poate fi observată şi când acelaşi organ de la diferite grupe de vieţuitoare îndeplineşte funcţii diferite. Exemplu, membrele anterioare ale vertebratelor, deşi au aceeaşi structură şi poziţie a oaselor în organism, pot îndeplini funcţii diferite. Astfel de organe se numesc organe omoloage. Ele reprezintă un indiciu al înrudirii dintre diferite vieţuitoare (exemplu între mamifere, păsări şi reptile). Cu cât sunt mai asemănătoare organele omoloage, cu atât este mai mare gradul de rudenie dintre organismele respective. Deosebirile care apar sunt rezultatul adaptării la diferite medii de viaţă.
Organe omoloage (membre anterioare) la vertebrate: crocodil, porumbel, liliac, cârtiță, balenă, cal, om)
Evoluţia este susţinută şi de existenţa organelor analoage, care au formă asemămătoare şi îndeplinesc aceeaşi funcţie, dar au structură şi origine diferite. Ele aparţin unor vieţuitoare din clase diferite, dar care trăiesc în acelaşi mediu şi dovedesc asemănări de adaptare. Exemplele sunt numeroase: branhiile racului şi ale crapului, aripa unei insecte şi aripa unei păsări, înotătoarele peştilor şi paletele balenelor, ţepii de la porumbar (ramuri modificate) şi cei de la salcâm (frunze modificate) etc.
organele rudimentare sunt analoage cu organele unor animale înrudite însă au devenit inutile, fiind nefuncţionale. Aceste organe s-au consemnat ca "un document" ce atestă originea îndepărtată a speciei respective. Exemple:
ochiul pineal de la hatteria (Sphaenodon punctata) – şopârlă primitivă din Noua Zeelandă, care este funcţional; el există la reptilele mezozoice, stegocefali şi peştii placodermi; la păsările şi mamiferele actuale s-a transformat în glandă pineală;
păsările cu aripi reduse (struţ, pinguin, pasărea Kiwi);
şarpele de sticlă care este o şopârlă apodă;
pitonul şi balena care au rudimente de centură pelviană şi femur;
mamiferele rumegătoare care au patru degete, din care două reduse, călcând numai pe celelalte două;
formele intermediare care au fost deja amintite în prima parte a acestui articol. Ele se întâlnesc atât la plante (exemplu, Cycas, care are caractere între pteridofite şi gimnosperme), cât şi la animale (exemplu, monotremele cu caractere între reptile şi mamifere). Formele intermediare indică etape succesive din evoluţia vieţuitoarelor.
evoluţia diferitelor sisteme de organe de la forme simple la forme mai complexe se poate constata din numeroase exemple cum sunt:
la peşti inima este bicamerală şi circulaţia este simplă; la amfibieni este tricamerală şi circulaţia este incompletă; la reptile se schiţează despărţirea ventriculului; la păsări şi mamifere inima este tetracamerală, iar circulaţia este dublă şi completă;
la muşchi, tulpiniţa nu are vase conducătoare; la pteridofite în tulpină apar vasele lemnoase (traheide) şi liberiene; la plantele cu flori structura tulpinei este mult mai perfecţionată (apar traheele).
Dovezi embriologice
Din studiul stadiilor embrionare de dezvoltare a unei specii apar unele asemănări cu formele adulte ale altei specii cu organizare mai simplă. De aici s-a tras concluzia că stadiile de dezvoltare a unui individ reprezintă stadiile prin care a trecut specia căreia îi aparţine, în cursul dezvoltării sale istorice.
Pornind de la această concluzie, zoologul Ernst Haeckel (1834 1919) a formulat legea biogenetică fundamentală prin care se arată că ontogeneza (dezvoltarea individuală) este o recapitulare rapidă şi prescurtată a filogenezei (dezvoltarea istorică a speciei). Iată câteva exemple:
Embrionii vertebratelor superioare, în primele stadii de dezvoltare, au fante branhiale şi notocord ca peştii;
Embrionul uman seamănă în primele stadii cu orice embrion de vertebrat, iar mai târziu, cu embrionii altor mamifere (liliac, câine, iepure);
Larvele insectelor seamănă cu viermii inelaţi;
Mormolocul de broască, în primul stadiu de dezvoltare seamănă cu un peşte, având coadă, inimă bicamerală, şi fante branhiale; în al doilea stadiu seamănă cu urodelele primitive, având branhii externe etc.
Inima la embrionul uman are comunicare între atrii ca la reptile.
La animale, dovada de necontestat a legăturii lor filogenetice şi a evoluţiei este că în dezvoltarea lor trec prin stadiile de: morulă, blastulă şi gastrulă, iar diferitele organe iau naştere din foiţele embrionare în mod asemănător. La plante un exemplu este protonema, de la muşchiul de pământ care seamănă cu un firişor de algă verde, dovedind că muşchii îşi au originea în algele verzi.
Embriologia a lămurit şi originea unor paraziţi a căror structură şi morfologie au fost degenerate din cauza parazitismului (exemplu, Saculina, un crustaceu parazit pe crab, care se prezintă ca o masă albicioasă; cercetând larvele s-a constatat că ele sunt asemănătoare cu larva crustaceilor şi parcurg mai multe stadii, după care se fixează pe abdomenul crabului).
Dovezi biochimice
unitatea lumii vii se confirmă şi prin faptul că toate celulele au aceiaşi compoziţie chimică de bază. Cei 20 de aminoacizi din proteinele naturale sunt comuni pentru toate organele.
Există acelaşi mecanism de transfer al energiei în fiecare celulă în care intervine ATP-ul.
Funcţionează acelaşi mecanism de transfer al informaţiei genetice (ADN – ARN – proteine)
Sinteza proteinelor se face după acelaşi cod genetic. Prin studiul codonilor ce codifică anumiţi aminoacizi care vor forma proteine se pot stabili gradele de rudenie dintre diferitele organisme şi se pot construi arbori filogenetici.
Chiar şi proteinele caracteristice diferitelor specii se aseamănă între ele. Gradul de asemănare poate fi dovedit prin intermediul testului următor: dacă unui iepure îi este injectat sânge uman, în organismul lor se formează anticorpi. Recoltându-i sânge după un timp şi izolând serul care conţine acum anticorpi, dacă în ser se adaugă din nou sânge uman, proteinele umane străine sunt coagulate şi serul devine tulbure. Aceasta este denumită reacţie de precipitat. Dacă în serul sângelui de iepure este introdus sângele altor specii, gradul de tulburare scade cu atât mai mult cu cât speciile sunt mai puţin înrudite cu omul.
În prezent cercetarea "înrudirilor biochimice" prin prezenţa anumitor substanţe chimice în organism este de mare ajutor în clasificarea multor specii şi încadrarea lor taxonomică.
Judecând după postările tale recente, deja ai găsit răspunsul la întrebările pe care le puneai cândva. Felicitări!
În ce mă priveşte - rămân totuşi pe varianta creaţiei.