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Sex

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In diesem Artikel geht es um Sex in sich sexuell reproduzierenden Organismen. Für die Handlung siehe Geschlechtsverkehr . Für andere Verwendungen siehe Geschlecht (Begriffsklärung) .

Teil einer Serie über
Sex
Mäuse XY chromosomen.jpg
Biologische Begriffe
Sexuelle Fortpflanzung
  • Entwicklung der sexuellen Fortpflanzung
    • Anisogamie
    • Isogamie
  • Keimzelle
  • Meiose
  • Gametogenese
    • Spermatogenese
    • Oogenese
  • Gamet
    • Spermatozoon
    • Ovum
  • Düngung
    • Äußere Befruchtung
    • Innere Befruchtung
  • Sexuelle Selektion
  • Pflanzenreproduktion
  • Pilzreproduktion
  • Sexuelle Fortpflanzung bei Tieren
    • Geschlechtsverkehr
    • Kopulation
    • Menschliche Fortpflanzung
    • Lordose-Verhalten
    • Beckenschub
Sexualität
  • Pflanzensexualität
  • Tierische Sexualität
  • Menschliche Sexualität
    • Mechanik
    • Unterscheidung
    • Aktivität
  • v
  • t
  • e

Organismen vieler Arten sind auf männliche und weibliche Sorten spezialisiert, die jeweils als Geschlecht bekannt sind . [1] [2] Bei der sexuellen Fortpflanzung werden genetische Merkmale kombiniert und gemischt : Spezialzellen , sogenannte Gameten , bilden zusammen Nachkommen , die Merkmale von jedem Elternteil erben. Die von einem Organismus produzierten Gameten definieren sein Geschlecht: Männer produzieren kleine Gameten (z. B. Spermatozoen oder Spermien bei Tieren), während Frauen große Gameten ( Eizellen oder Eizellen) produzieren. Einzelne Organismen, die sowohl männliche als auch weibliche Gameten produzieren, werden als solche bezeichnetzwittrig . [2] [3] Gameten können in Form und Funktion identisch sein (bekannt als Isogamie ), aber in vielen Fällen hat sich eine Asymmetrie entwickelt, so dass zwei verschiedene Arten von Gameten (Heterogameten) existieren (bekannt als Anisogamie ). [4] [5]

Körperliche Unterschiede sind oft mit den verschiedenen Geschlechtern eines Organismus verbunden; Diese sexuellen Dimorphismen können den unterschiedlichen Fortpflanzungsdruck widerspiegeln, den die Geschlechter erfahren. Zum Beispiel können Partnerwahl und sexuelle Selektion die Entwicklung körperlicher Unterschiede zwischen den Geschlechtern beschleunigen.

Bei Menschen und anderen Säugetieren tragen Männer typischerweise ein X- und ein Y-Chromosom (XY), während Frauen typischerweise zwei X-Chromosomen (XX) tragen, die Teil des XY-Geschlechtsbestimmungssystems sind . Andere Tiere haben verschiedene Geschlechtsbestimmungssysteme , wie das ZW-System bei Vögeln, das X0-System bei Insekten und verschiedene Umweltsysteme , beispielsweise bei Reptilien und Krebstieren. Pilze können auch komplexere allelische Paarungssysteme aufweisen, wobei die Geschlechter nicht genau als männlich, weiblich oder zwittrig beschrieben werden. [6]

Überblick

Der männliche Gamete ( Sperma ) befruchtet den weiblichen Gameten ( Eizelle )

Eine der grundlegenden Eigenschaften des Lebens ist die Fortpflanzung, die Fähigkeit, neue Individuen zu generieren, und Sex ist ein Aspekt dieses Prozesses. Das Leben hat sich von einfachen zu komplexeren Stadien entwickelt, ebenso wie die Reproduktionsmechanismen. Anfänglich war die Reproduktion ein Replikationsprozess, der darin besteht, neue Individuen zu produzieren, die die gleiche genetische Information enthalten wie das ursprüngliche oder übergeordnete Individuum. Diese Art der Fortpflanzung wird als asexuell bezeichnet und wird immer noch von vielen Arten verwendet, insbesondere von einzelligen, aber auch sehr häufig bei mehrzelligen Organismen, einschließlich vieler solcher mit sexueller Fortpflanzung. [7]Bei der sexuellen Fortpflanzung stammt das genetische Material der Nachkommen von zwei verschiedenen Individuen. Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich, durchlaufen jedoch einen Prozess, bei dem ein Teil des genetischen Materials eines einzelnen Spenders auf einen anderen Empfänger übertragen wird. [8]

Ohne Berücksichtigung von Zwischenprodukten besteht die grundlegende Unterscheidung zwischen asexueller und sexueller Fortpflanzung in der Art und Weise, wie das genetische Material verarbeitet wird. Typischerweise dupliziert eine Zelle vor einer asexuellen Teilung ihren genetischen Informationsgehalt und teilt sich dann. Dieser Prozess der Zellteilung wird Mitose genannt . Bei der sexuellen Fortpflanzung gibt es spezielle Arten von Zellen, die sich ohne vorherige Verdoppelung ihres genetischen Materials in einem Prozess namens Meiose teilen . Die resultierenden Zellen werden Gameten genannt und enthalten nur die Hälfte des genetischen Materials der Elternzellen. Diese Gameten sind die Zellen, die für die sexuelle Fortpflanzung des Organismus vorbereitet sind. [9]Sex umfasst die Arrangements, die die sexuelle Fortpflanzung ermöglichen, und hat sich neben dem Fortpflanzungssystem weiterentwickelt, angefangen bei ähnlichen Gameten (Isogamie) bis hin zu Systemen mit unterschiedlichen Gametentypen, z. B. solchen, an denen eine große weibliche Gamete (Eizelle) und eine kleine männliche Gamete beteiligt sind (Sperma). [10]

In komplexen Organismen sind die Geschlechtsorgane die Teile, die an der Produktion und dem Austausch von Gameten bei der sexuellen Fortpflanzung beteiligt sind. Viele Arten, sowohl Pflanzen als auch Tiere, sind sexuell spezialisiert und ihre Populationen sind in männliche und weibliche Individuen unterteilt. Umgekehrt gibt es auch Arten, bei denen es keine sexuelle Spezialisierung gibt, und dieselben Individuen enthalten sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsorgane und werden Hermaphroditen genannt . Dies ist sehr häufig in Pflanzen. [11]

Evolution

Hauptartikel: Evolution der sexuellen Fortpflanzung
Verschiedene Formen der Anisogamie :
A) Anisogamie beweglicher Zellen, B) Oogamie (Eizelle und Samenzelle), C) Anisogamie nicht beweglicher Zellen (Eizelle und Spermatie).
Verschiedene Formen der Isogamie:
A) Isogamie beweglicher Zellen , B) Isogamie nicht beweglicher Zellen, C) Konjugation.

Die sexuelle Fortpflanzung hat sich wahrscheinlich vor etwa einer Milliarde Jahren bei einzelligen Eukaryoten entwickelt . [12] Der Grund für die Entwicklung des Geschlechts und die Gründe, aus denen es bis heute überlebt hat, sind immer noch umstritten. Einige der vielen plausiblen Theorien beinhalten: dass Sex Variationen zwischen Nachkommen erzeugt, Sex bei der Verbreitung vorteilhafter Eigenschaften hilft, dass Sex bei der Beseitigung nachteiliger Eigenschaften hilft und dass Sex die Reparatur von Keimbahn-DNA erleichtert.

Die sexuelle Fortpflanzung ist ein spezifischer Prozess für Eukaryoten , Organismen, deren Zellen einen Kern und Mitochondrien enthalten. Neben Tieren, Pflanzen und Pilzen sind auch andere Eukaryoten (z. B. der Malariaparasit ) an der sexuellen Fortpflanzung beteiligt. Einige Bakterien verwenden Konjugation , um genetisches Material zwischen Zellen zu übertragen. Dies ist zwar nicht dasselbe wie die sexuelle Fortpflanzung, führt aber auch zu einer Mischung genetischer Merkmale.

Das bestimmende Merkmal der sexuellen Fortpflanzung bei Eukaryoten ist der Unterschied zwischen den Gameten und der binären Natur der Befruchtung. Eine Vielzahl von Gametentypen innerhalb einer Art würde immer noch als eine Form der sexuellen Fortpflanzung angesehen. Bei mehrzelligen Pflanzen oder Tieren ist jedoch kein dritter Gametentyp bekannt. [13] [14] [15]

Während die Entwicklung des Geschlechts auf das Prokaryoten- oder frühe Eukaryotenstadium zurückgeht [16], kann der Ursprung der chromosomalen Geschlechtsbestimmung bei Eukaryoten ziemlich früh gewesen sein . Bei Tieren gibt es vier Systeme zur Geschlechtsbestimmung, die von einem speziellen Chromosom abhängen.

  • Im X0-Geschlechtsbestimmungssystem haben Männer ein X-Chromosom (X0), während Frauen zwei (XX) haben. Dieses System kommt in den meisten Spinnentieren , Insekten wie Silberfischen ( Apterygota ), Libellen ( Paleoptera ) und Heuschrecken ( Exopterygota ) sowie einigen Nematoden, Krebstieren und Gastropoden vor. [17] [18]
  • Im Z0-Geschlechtsbestimmungssystem haben Männer zwei Z-Chromosomen, während Frauen eines haben. Dieses System kommt in mehreren Mottenarten vor. [19] [20]
  • Im ZW-Geschlechtsbestimmungssystem haben Männer zwei Z-Chromosomen, während Frauen ein Z-Chromosom und ein W-Chromosom haben. Daher ist es die weibliche Gamete , die das Geschlecht der Nachkommen bestimmt. Dieses System wird von Vögeln, einigen Fischen und einigen Krebstieren verwendet .
  • Im XY-Geschlechtsbestimmungssystem haben Frauen zwei X-Chromosomen, während Männer ein X-Chromosom und ein Y-Chromosom haben. Daher ist es der männliche Gamete , der das Geschlecht der Nachkommen bestimmt. Dieses System wird von den meisten Säugetieren [21], aber auch von einigen Insekten verwendet. [22]

Es werden keine Gene zwischen den Vogel-ZW- und Säugetier-XY-Chromosomen geteilt [23], und nach einem Vergleich zwischen Huhn und Mensch schien das Z-Chromosom dem autosomalen Chromosom 9 beim Menschen ähnlich zu sein , anstatt X oder Y, was darauf hindeutet, dass ZW und XY Geschlechtsbestimmungssysteme haben keinen gemeinsamen Ursprung, sondern dass die Geschlechtschromosomen von autosomalen Chromosomen des gemeinsamen Vorfahren von Vögeln und Säugetieren abgeleitet sind. Ein Artikel aus dem Jahr 2004 verglich das Hühner-Z-Chromosom mit Schnabeltier- X-Chromosomen und schlug vor, dass die beiden Systeme verwandt sind. [24]

Sexuelle Fortpflanzung

Hauptartikel: Sexuelle Fortpflanzung
Weitere Informationen: Isogamie und Anisogamie
Der Lebenszyklus sexuell reproduzierender Organismen durchläuft haploide und diploide Stadien

Die sexuelle Fortpflanzung bei Eukaryoten ist ein Prozess, bei dem Organismen Nachkommen produzieren, die genetische Merkmale beider Elternteile kombinieren. Dabei werden Chromosomen von einer Generation zur nächsten weitergegeben. Jede Zelle des Nachwuchses hat die Hälfte der Chromosomen der Mutter und die Hälfte des Vaters. [25] Genetische Merkmale sind in der Desoxyribonukleinsäure (DNA) von Chromosomen enthalten. Durch Kombinieren eines Chromosomentyps von jedem Elternteil wird ein Organismus gebildet, der einen doppelten Chromosomensatz enthält. Dieses Doppelchromosomenstadium wird " diploid " genannt, während das Einzelchromosomenstadium " haploide " ist. Diploide Organismen können wiederum haploide Zellen ( Gameten) bilden), die zufällig eines der Chromosomenpaare über Meiose enthalten . [26] Meiose umfasst auch ein Stadium der Chromosomenkreuzung , in dem DNA-Regionen zwischen übereinstimmenden Chromosomentypen ausgetauscht werden, um ein neues Paar gemischter Chromosomen zu bilden. Überkreuzung und Befruchtung (die Rekombination einzelner Chromosomensätze zu einem neuen Diploid) führen dazu, dass der neue Organismus einen anderen Satz genetischer Merkmale enthält als beide Elternteile.

In vielen Organismen wurde das haploide Stadium auf nur Gameten reduziert, die auf die Rekombination und Bildung eines neuen diploiden Organismus spezialisiert sind. In Pflanzen produziert der diploide Organismus haploide Sporen, die sich teilen , um mehrzellige haploide Organismen zu produzieren, die als Gametophyten bekannt sind und bei der Reife haploide Gameten produzieren. In jedem Fall können Gameten extern ähnlich sein, insbesondere in der Größe ( Isogamie ) oder möglicherweise entwickelten eine Asymmetrie derart , dass die Gameten unterschiedlich in Größe und anderen Aspekten ( Anisogamie ). [27] Konventionell ist der größere Gamete ( Eizelle genannt)oder Eizelle) wird als weiblich angesehen, während der kleinere Gamete (Spermatozoon oder Spermazelle genannt) als männlich angesehen wird. Eine Person, die ausschließlich große Gameten produziert, ist weiblich, und eine Person, die ausschließlich kleine Gameten produziert, ist männlich. [28] Ein Individuum, das beide Arten von Gameten produziert, ist ein Zwitter ; In einigen Fällen sind Hermaphroditen in der Lage, sich selbst zu befruchten und Nachkommen ohne einen zweiten Organismus zu produzieren. [29]

Tiere

Hauptartikel: Sexuelle Fortpflanzung bei Tieren
Schwebfliegen paaren sich

Die meisten sich sexuell reproduzierenden Tiere verbringen ihr Leben als diploide Tiere, wobei das haploide Stadium auf einzellige Gameten reduziert ist. [30] Die Gameten von Tieren haben männliche und weibliche Formen - Spermatozoen und Eizellen. Diese Gameten bilden zusammen Embryonen, die sich zu einem neuen Organismus entwickeln.

Der männliche Gamete, ein Spermatozoon (produziert in Wirbeltieren innerhalb der Hoden ), ist eine kleine Zelle, die ein einzelnes langes Flagellum enthält, das es antreibt. [31] Spermatozoen sind extrem reduzierte Zellen, denen viele zelluläre Komponenten fehlen, die für die Embryonalentwicklung notwendig wären. Sie sind auf Motilität spezialisiert, suchen eine Eizelle und verschmelzen mit ihr in einem Prozess, der als Befruchtung bezeichnet wird .

Weibliche Gameten sind Eizellen (die bei Wirbeltieren in den Eierstöcken produziert werden ), große unbewegliche Zellen, die die Nährstoffe und Zellbestandteile enthalten, die für einen sich entwickelnden Embryo erforderlich sind. [32] Eizellen werden häufig mit anderen Zellen assoziiert, die die Entwicklung des Embryos unterstützen und ein Ei bilden . Bei Säugetieren entwickelt sich der befruchtete Embryo stattdessen innerhalb des Weibchens und wird direkt von seiner Mutter ernährt.

Tiere sind normalerweise mobil und suchen einen Partner des anderen Geschlechts zur Paarung . Tiere, die im Wasser leben, können sich durch äußere Befruchtung paaren , wobei die Eier und Spermien in das umgebende Wasser freigesetzt werden und sich dort verbinden. [33] Die meisten Tiere, die außerhalb des Wassers leben, verwenden jedoch eine innere Befruchtung , bei der Spermien direkt in das Weibchen übertragen werden, um ein Austrocknen der Gameten zu verhindern.

Bei den meisten Vögeln erfolgt die Ausscheidung und Fortpflanzung über eine einzige hintere Öffnung, die als Kloake bezeichnet wird. Männliche und weibliche Vögel berühren die Kloake, um Spermien zu übertragen. Dieser Vorgang wird als "Kloakenküssen" bezeichnet. [34] Bei vielen anderen Landtieren verwenden Männer spezielle Geschlechtsorgane, um den Transport von Spermien zu unterstützen - diese männlichen Geschlechtsorgane werden als intromittente Organe bezeichnet . Bei Menschen und anderen Säugetieren ist dieses männliche Organ der Penis , der in den weiblichen Fortpflanzungstrakt ( Vagina genannt ) gelangt , um eine Befruchtung zu erreichen - ein Prozess, der als Geschlechtsverkehr bezeichnet wird . Der Penis enthält eine Röhre, durch die Sperma(eine Flüssigkeit, die Sperma enthält) reist. Bei weiblichen Säugetieren verbindet sich die Vagina mit der Gebärmutter , einem Organ, das die Entwicklung eines befruchteten Embryos direkt unterstützt (ein Prozess, der als Schwangerschaft bezeichnet wird ).

Aufgrund ihrer Motilität kann sexuelles Verhalten von Tieren erzwungenen Sex beinhalten. Die traumatische Befruchtung wird beispielsweise von einigen Insektenarten verwendet, um Frauen durch eine Wunde in der Bauchhöhle zu besamen - ein Prozess, der sich nachteilig auf die Gesundheit der Frau auswirkt.

Pflanzen

Hauptartikel: Pflanzenreproduktion
Blumen sind die Geschlechtsorgane von Blütenpflanzen, die normalerweise sowohl männliche als auch weibliche Teile enthalten.

Pflanzen haben wie Tiere spezialisierte männliche und weibliche Gameten. [35] In Samenpflanzen werden männliche Gameten von extrem reduzierten mehrzelligen Gametophyten produziert, die als Pollen bekannt sind . Die weiblichen Gameten von Samenpflanzen sind in Eizellen enthalten ; Einmal befruchtet durch männliche Gameten, die durch Pollen produziert werden, bilden diese Samen, die wie Eier die Nährstoffe enthalten, die für die Entwicklung der embryonalen Pflanze notwendig sind.

Weibliche (links) und männliche (rechts) Zapfen sind die Geschlechtsorgane von Kiefern und anderen Nadelbäumen.

Viele Pflanzen haben Blumen und dies sind die Geschlechtsorgane dieser Pflanzen. Blumen sind normalerweise zwittrig und produzieren sowohl männliche als auch weibliche Gameten. Die weiblichen Teile in der Mitte einer Blume sind die Stempel , wobei jede Einheit aus einem Fruchtblatt , einem Stil und einem Stigma besteht . Eine oder mehrere dieser Fortpflanzungseinheiten können zusammengeführt werden, um einen einzelnen zusammengesetzten Stempel zu bilden . Innerhalb der Fruchtblätter befinden sich Eizellen, die sich nach der Befruchtung zu Samen entwickeln. Die männlichen Teile der Blume sind die Staubblätter : Diese bestehen aus langen Filamenten, die zwischen dem Stempel und den Blütenblättern angeordnet sind und in Staubbeuteln Pollen produzierenan ihren Tipps. Wenn ein Pollenkorn auf dem Stigma über dem Stil eines Fruchtblatts landet, keimt es und bildet einen Pollenschlauch , der durch das Gewebe des Stils in das Fruchtblatt hineinwächst, wo es männliche Gametenkerne liefert, um eine Eizelle zu befruchten, die sich schließlich zu einem Fruchtblatt entwickelt Samen.

In Kiefern und anderen Nadelbäumen sind die Geschlechtsorgane Nadelbaumkegel und haben männliche und weibliche Formen. Die bekannteren weiblichen Zapfen sind in der Regel haltbarer und enthalten Eizellen. Männliche Zapfen sind kleiner und produzieren Pollen, die vom Wind transportiert werden, um in weiblichen Zapfen zu landen. Wie bei Blüten bilden sich nach der Bestäubung Samen im weiblichen Zapfen.

Da Pflanzen unbeweglich sind, sind sie auf passive Methoden zum Transport von Pollenkörnern zu anderen Pflanzen angewiesen. Viele Pflanzen, einschließlich Nadelbäume und Gräser, produzieren leichten Pollen, der vom Wind zu benachbarten Pflanzen transportiert wird. Andere Pflanzen haben schwerere, klebrige Pollen, die auf den Transport durch Tiere spezialisiert sind. Die Pflanzen ziehen diese Insekten oder größere Tiere wie Kolibris und Fledermäuse mit nektarhaltigen Blüten an. Diese Tiere transportieren den Pollen, während sie sich zu anderen Blüten bewegen, die auch weibliche Fortpflanzungsorgane enthalten, was zur Bestäubung führt .

Pilze

Hauptartikel: Paarung in Pilzen
Pilze werden im Rahmen der sexuellen Fortpflanzung von Pilzen produziert

Die meisten Pilze vermehren sich sexuell und haben sowohl ein haploides als auch ein diploides Stadium in ihrem Lebenszyklus. Diese Pilze sind typischerweise isogam und haben keine männliche und weibliche Spezialisierung: Haploide Pilze wachsen miteinander in Kontakt und verschmelzen dann ihre Zellen. In einigen dieser Fälle ist die Fusion asymmetrisch, und die Zelle, die nur einen Kern (und kein begleitendes Zellmaterial) spendet, könnte wohl als "männlich" angesehen werden. [36] Pilze können auch komplexere allelische Paarungssysteme aufweisen, wobei andere Geschlechter nicht genau als männlich, weiblich oder zwittrig beschrieben werden. [6]

Einige Pilze, einschließlich Bäckerhefe , haben Paarungstypen , die eine Dualität erzeugen, die der männlichen und weiblichen Rolle ähnelt. Hefe mit demselben Paarungstyp verschmilzt nicht miteinander, um diploide Zellen zu bilden, sondern nur mit Hefe, die den anderen Paarungstyp trägt. [37]

Viele Arten von höheren Pilzen produzieren Pilze als Teil ihrer sexuellen Fortpflanzung . Innerhalb des Pilzes bilden sich diploide Zellen, die sich später in haploide Sporen teilen . Die Höhe des Pilzes unterstützt die Verbreitung dieser sexuell erzeugten Nachkommen. [ Zitat benötigt ]

Geschlechtsbestimmung

Hauptartikel: Geschlechtsbestimmungssystem
Sex hilft bei der Verbreitung vorteilhafter Eigenschaften durch Rekombination. Die Diagramme vergleichen die Entwicklung der Allelfrequenz in einer sexuellen Population (oben) und einer asexuellen Population (unten). Die vertikale Achse zeigt die Frequenz und die horizontale Achse zeigt die Zeit. Die Allele a / A und b / B treten zufällig auf. Die vorteilhaften Allele A und B, die unabhängig voneinander entstehen, können durch sexuelle Reproduktion schnell zu der vorteilhaftesten Kombination AB kombiniert werden. Die asexuelle Fortpflanzung dauert länger, um diese Kombination zu erreichen, da sie nur dann AB erzeugen kann, wenn A bei einem Individuum auftritt, das bereits B hat, oder umgekehrt.

Das grundlegendste Sexualsystem ist eines, in dem alle Organismen Zwitter sind und sowohl männliche als auch weibliche Gameten produzieren. [ Bearbeiten ] Dies gilt für einige Tiere (zB Schnecken) und die Mehrzahl von blühenden Pflanzen. [38] In vielen Fällen hat sich die Spezialisierung des Geschlechts jedoch so entwickelt, dass einige Organismen nur männliche oder nur weibliche Gameten produzieren. Die biologische Ursache für die Entwicklung eines Organismus zum einen oder anderen Geschlecht wird als Geschlechtsbestimmung bezeichnet . Die Ursache kann genetisch oder nicht genetisch sein. Bei Tieren und anderen Organismen mit genetischen Geschlechtsbestimmungssystemen kann der entscheidende Faktor das Vorhandensein eines Geschlechtschromosoms oder anderer genetischer Unterschiede sein. [vage ] Auch bei Pflanzen wie dem LeberblümchenMarchantia polymorphaund der BlütenpflanzengattungSilene, die einen sexuellen Dimorphismus aufweisen (monoicybzw.dioicy), kann das Geschlecht durch Geschlechtschromosomen bestimmt werden.[39]Nicht genetische Systeme können Umweltmerkmale wie dieTemperaturwährend der frühen Entwicklung beiKrokodilen verwenden, um das Geschlecht der Nachkommen zu bestimmen.[40]

Bei den meisten Arten mit Geschlechtsspezialisierung sind Organismen entweder männlich (nur männliche Gameten produzierend) oder weiblich (nur weibliche Gameten produzierend), ein System namens Diözie . Ausnahmen sind häufig - zum Beispiel hat der Spulwurm C. elegans einen Zwitter und ein männliches Geschlecht (ein System namens Androdioecy ).

Manchmal hat ein einzelner Organismus Geschlechtsmerkmale, die mit beiden Geschlechtern zusammenhängen, und diese Zustände werden als intersexuell bezeichnet . Sie können durch eine abnormale Menge an Geschlechtschromosomen oder eine hormonelle Abnormalität während der Entwicklung des Fötus verursacht werden. Manchmal werden intersexuelle Individuen "Zwitter" genannt; Im Gegensatz zu biologischen Hermaphroditen sind intersexuelle Individuen atypische Fälle und in männlicher und weiblicher Hinsicht typischerweise nicht fruchtbar. Einige Arten können Gynandromorphe haben . [41] [42] [43]

Genetisch

Wie Menschen und die meisten anderen Säugetiere verfügt auch die gemeine Fruchtfliege über ein XY-Geschlechtsbestimmungssystem .

In genetischen Geschlechtsbestimmungssystemen wird das Geschlecht eines Organismus durch das Genom bestimmt, das er erbt. Die genetische Geschlechtsbestimmung hängt normalerweise von asymmetrisch vererbten Geschlechtschromosomen ab, die genetische Merkmale aufweisen, die die Entwicklung beeinflussen . Das Geschlecht kann entweder durch das Vorhandensein eines Geschlechtschromosoms oder durch die Anzahl der Organismen bestimmt werden. Die genetische Geschlechtsbestimmung führt normalerweise zu einem 1: 1-Verhältnis von männlichen und weiblichen Nachkommen, da sie durch das Chromosomensortiment bestimmt wird.

Menschen und die meisten anderen Säugetiere haben ein XY-Geschlechtsbestimmungssystem : Das Y-Chromosom trägt Faktoren, die für die Auslösung der männlichen Entwicklung verantwortlich sind. Das "Standardgeschlecht" ist in Abwesenheit eines Y-Chromosoms weiblich. Somit sind XX Säugetiere weiblich und XY männlich. Beim Menschen wird das biologische Geschlecht durch fünf bei der Geburt vorhandene Faktoren bestimmt: das Vorhandensein oder Fehlen eines Y-Chromosoms (das allein das genetische Geschlecht des Individuums bestimmt ), die Art der Gonaden , die Sexualhormone , die innere Fortpflanzungsanatomie (wie die Gebärmutter) bei Frauen) und die äußeren Genitalien. [44] [45]

Die XY-Geschlechtsbestimmung findet sich in anderen Organismen, einschließlich der gemeinsamen Fruchtfliege und einiger Pflanzen. [38] In einigen Fällen, auch bei der Fruchtfliege, bestimmt die Anzahl der X-Chromosomen das Geschlecht und nicht das Vorhandensein eines Y-Chromosoms (siehe unten).

Bei Vögeln mit einem ZW-Geschlechtsbestimmungssystem ist das Gegenteil der Fall: Das W-Chromosom trägt Faktoren, die für die weibliche Entwicklung verantwortlich sind, und die Standardentwicklung ist männlich. [46] In diesem Fall sind ZZ-Personen männlich und ZW weiblich. Die meisten Schmetterlinge haben auch ein ZW-Geschlechtsbestimmungssystem. Sowohl in XY- als auch in ZW-Geschlechtsbestimmungssystemen ist das Geschlechtschromosom, das die kritischen Faktoren trägt, häufig signifikant kleiner und trägt kaum mehr als die Gene, die zur Auslösung der Entwicklung eines bestimmten Geschlechts erforderlich sind. [47]

Viele Insekten verwenden ein Geschlechtsbestimmungssystem, das auf der Anzahl der Geschlechtschromosomen basiert. Dies wird als X0-Geschlechtsbestimmung bezeichnet - die 0 zeigt das Fehlen des Geschlechtschromosoms an. Alle anderen Chromosomen in diesen Organismen sind diploid, aber Organismen können ein oder zwei X-Chromosomen erben. In Feldgrillen entwickeln sich beispielsweise Insekten mit einem einzelnen X-Chromosom als männlich, während sich Insekten mit zwei als weiblich entwickeln. [48] Beim Fadenwurm C. elegans sind die meisten Würmer selbstbefruchtende XX-Hermaphroditen, aber gelegentlich führen Abnormalitäten bei der Chromosomenvererbung regelmäßig zu Individuen mit nur einem X-Chromosom - diese X0-Individuen sind fruchtbare Männer (und die Hälfte ihrer Nachkommen sind männlich). [49]

Andere Insekten, einschließlich Honigbienen und Ameisen , verwenden ein haplodiploides Geschlechtsbestimmungssystem . [50] In diesem Fall sind diploide Personen im Allgemeinen weiblich und haploide Personen (die sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln) männlich. Dieses Geschlechtsbestimmungssystem führt zu stark voreingenommenen Geschlechtsverhältnissen , da das Geschlecht der Nachkommen eher durch Befruchtung als durch die Zusammenstellung von Chromosomen während der Meiose bestimmt wird.

Nichtgenetisch

Clownfische sind anfangs männlich; Der größte Fisch in einer Gruppe wird weiblich
Hauptartikel: Umweltgeschlechtsbestimmung

Bei vielen Arten wird das Geschlecht nicht durch vererbte Merkmale bestimmt, sondern durch Umweltfaktoren, die während der Entwicklung oder später im Leben auftreten. Viele Reptilien haben eine temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung : Die Temperatur, die Embryonen während ihrer Entwicklung erfahren, bestimmt das Geschlecht des Organismus. Bei einigen Schildkröten werden beispielsweise Männchen bei niedrigeren Inkubationstemperaturen als Weibchen produziert; Dieser Unterschied bei den kritischen Temperaturen kann nur 1–2 ° C betragen.

Viele Fische ändern im Laufe ihres Lebens das Geschlecht, ein Phänomen, das als sequentieller Hermaphroditismus bezeichnet wird . 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 anfangs weiblich und werden männlich, wenn sie eine bestimmte Größe erreichen. Sequentielle Hermaphroditen können im Laufe ihres Lebens beide Arten von Gameten produzieren, aber zu jedem Zeitpunkt sind sie entweder weiblich oder männlich.

In einigen Farnen ist das Standardgeschlecht Zwitter, aber Farne, die in Böden wachsen, die zuvor Zwitter unterstützt haben, werden durch Resthormone beeinflusst, die sich stattdessen als Männchen entwickeln. [51]

Sexueller Dimorphismus

Hauptartikel: Sexueller Dimorphismus
Gewöhnliche Fasane sind sowohl in ihrer Größe als auch in ihrem Aussehen sexuell dimorph .

Viele Tiere und einige Pflanzen haben Unterschiede zwischen dem männlichen und dem weiblichen Geschlecht in Größe und Aussehen, ein Phänomen, das als sexueller Dimorphismus bezeichnet wird . Geschlechtsunterschiede beim Menschen umfassen im Allgemeinen eine größere Größe und mehr Körperbehaarung bei Männern; Frauen haben Brüste, breitere Hüften und einen höheren Körperfettanteil. Bei anderen Arten können die Unterschiede extremer sein, z. B. Unterschiede in der Färbung oder im Körpergewicht.

Sexuelle Dimorphismen bei Tieren sind oft mit sexueller Selektion verbunden - der Konkurrenz zwischen Individuen eines Geschlechts, um sich mit dem anderen Geschlecht zu paaren. [52] Geweihe bei männlichen Hirschen werden beispielsweise im Kampf zwischen Männern eingesetzt, um einen reproduktiven Zugang zu weiblichen Hirschen zu erhalten. In vielen Fällen ist das Männchen einer Art größer als das Weibchen. Säugetierarten mit extremem Dimorphismus der sexuellen Größe neigen dazu, hoch polygyne Paarungssysteme zu haben - vermutlich aufgrund der Auswahl für den Erfolg im Wettbewerb mit anderen Männern - wie die Seeelefanten . Andere Beispiele zeigen, dass es die Präferenz von Frauen ist, die den sexuellen Dimorphismus antreiben, wie im Fall der Stielaugenfliege . [53]

Andere Tiere, darunter die meisten Insekten und viele Fische, haben größere Weibchen. Dies kann mit den Kosten für die Produktion von Eizellen verbunden sein, die mehr Nahrung erfordern als die Produktion von Sperma - größere Frauen können mehr Eier produzieren. [54] Beispielsweise sind weibliche südliche schwarze Witwenspinnen typischerweise doppelt so lang wie die Männchen. [55] Gelegentlich ist dieser Dimorphismus extrem, wobei Männchen als vom Weibchen abhängige Parasiten leben , wie beispielsweise beim Seeteufel . Einige Pflanzenarten weisen auch einen Dimorphismus auf, bei dem die Weibchen signifikant größer sind als die Männchen, wie beispielsweise das Moos Dicranum [56] und das Leberblümchen Sphaerocarpos .[57] Es gibt Hinweise darauf, dass der Dimorphismus in diesen Gattungen an ein Geschlechtschromosom [57] [58] oder an chemische Signale von Frauengebunden sein kann. [59]

Bei Vögeln haben Männchen oft ein farbenfroheres Aussehen und können Merkmale (wie den langen Schwanz männlicher Pfauen) aufweisen, die den Organismus benachteiligen (z. B. scheinen helle Farben einen Vogel für Raubtiere sichtbarer zu machen). Eine vorgeschlagene Erklärung hierfür ist das Handicap-Prinzip . [60] Diese Hypothese besagt, dass der Mann durch den Nachweis, dass er mit solchen Behinderungen überleben kann, seine genetische Fitness gegenüber Frauen bewirbt - Eigenschaften, die auch Töchtern zugute kommen, die nicht mit solchen Behinderungen belastet sind.

Siehe auch

  • Geschlecht und Geschlechtsunterscheidung
  • Geschlechtszuordnung

Verweise

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Externe Links

  • Menschliche sexuelle Differenzierung durch PC Sizonenko