性別、性別決定、性別決定方式

06-24

關於性別

　　雌雄性別是生物界最普遍、最引人注意的現象之一。大多數生物特別是高等動物雌雄間的差異非常明顯，這種差異表現在許多性狀上。在植物界，雌雄性別差異不像動物那樣明顯，雌株和雄株的差異多表現在花器上，有些低等生物雌雄性僅表現在生理差異上，而在外形上卻完全相同。因此，性別現象是一種很複雜的現象。

　　性別是雌雄性的性狀差別。這個性狀包括內在的和外在的兩個方面，也就是通常性的第一性徵和第二性徵。第一性徵先出現，主要表現為內在性狀特徵，比如精巢（睾丸），生殖器官等；第二性徵是在第一性徵的基礎之上衍生來的，後出現，主要表現為外在的性狀特徵，比如男性的鬍鬚，女性的乳房，公雞的漂亮羽毛，孔雀的屏狀尾巴。

性別決定

性別決定，從生物育種學看，指有性繁殖生物中，產生性別分化，並形成種群內雌雄個體差異的機理。細胞分化與發育上，由於性染色體上性別決定基因的活動，胚胎髮生了雄性和雌性的性別差異。從遺傳學上看，則是在有性生殖生物中決定雌、雄性別分化的機制。

決定方式

　　不同的生物，性別決定的方式也不同。性別的決定方式有：環境決定型（溫度決定，如很多爬行類動物）；年齡決定型（如鱔）；染色體數目決定型（如蜜蜂和螞蟻）；有染色體形態決定型（本質上是基因決定型，比如人類和果蠅等XY型、矢鵝和蛾類等ZW型）等等。

1 性染色體決定性別

　　多數生物體細胞中有一對同源染色體的形狀相互間往往不同，這對染色體跟性別決定直接有關，稱為性染色體；性染色體以外的染色體統稱常染色體。

1.1 XY型性別決定

　　凡是雄性個體有2個異型性染色體，雌性個體有2個相同的性染色體的類型，稱為XY型。這類生物中，雌性是同配性別，即體細胞中含有2個相同的性染色體，記作XX；雄性的體細胞中則含有2個異型性染色體，其中一個和雌性的X染色體一樣，也記作X，另一個異型的染色體記作Y，因此體細胞中含有XY兩條性染色體。XY型性別決定，在動物中占絕大多數。全部哺乳動物、大部分爬行類、兩棲類以及雌雄異株的植物都屬於XY型性別決定。植物中有女婁菜、菠菜、大麻等。

　　在哺乳動物的性別決定中，X染色體和Y染色體所起作用是不等的。Y染色體的短臂上有一個「睾丸決定」基因，有決定「男性」的強烈作用；而X染色體幾乎不起作用。合子中只要有Y就發育成雄性；僅有X染色體（XO）則發育成雌性。雌雄異株的女婁菜體內，Y染色體攜帶決定雄性的基因，具有決定雄株的作用。決定雌株的基因大部分在X上，也有一些在常染色體上。但對於果蠅來說，Y染色體上沒有決定性別的基因，在性別決定中失去了作用。X是雌性的決定者。例如染色體異常形成的性染色體組成為XO的果蠅將發育為雄性，而性染色體為XXY的果蠅則發育為雌性。

1.2 ZW型性別決定

ZW型性別決定

凡雌性個體具有2個異型性染色體，雄性個體具有2個相同的性染色體的類型，稱為ZW型。這類生物中，雄性是同配性別。即雌性的性染色體組成為ZW，雄性的性染色體組成為ZZ。鳥類、鱗翅目昆蟲、某些兩棲類及爬行類動物的性別決定屬這一類型。例如家雞、家蠶等。

1.3 XO型性別決定

　　蝗蟲、蟋蟀等直翅目昆蟲和蟑螂等少數動物的性別決定屬於XO型。雌性為同配性別，體細胞中含有2條X染色體；雄性為異配性別，但僅含有1條X染色體。如雌性蝗蟲有24條染色體（22＋XX）；雄性蝗蟲有23條染色體（22＋X）。減數分裂時，雌蟲只產生一種X卵子；雄蟲可產生有X和無X染色體的2種精子，其性別比例為1∶1。

1.4 ZO型性別決定

　　鱗翅目昆蟲中的少數個體，雄性為ZZ，雌性為ZO的類型，稱為ZO型性別決定。此類型中，雌性產生2型配子，雄性產生單一類型配子，性別比例為1∶1。

2 染色體的單雙倍數決定性別

　　蜜蜂的性別由細胞中的染色體倍數決定。雄蜂由未受精的卵發育而成，為單倍體。雌蜂由受精卵發育而來，是二倍體。營養差異決定了雌蜂是發育成可育的蜂王還是不育的工蜂。若整個幼蟲期以蜂王漿為食，幼蟲發育成體大的蜂王。若幼蟲期僅食2～3天蜂王漿，則發育成體小的工蜂。單倍體雄蜂進行的減數分裂十分特殊，減數分裂第一次，出現單極紡錘體，染色體全部移向一極，兩個子細胞中，一個正常，含16個染色體（單價體），另一個是無核的細胞質芽體。正常的子細胞經減數第二次分裂產生兩個單倍體（n＝16）的精細胞，發育成精子。膜翅目昆蟲中的蜜蜂、胡蜂、螞蟻等都屬於此種類型。

3 環境條件決定性別

　　有些動物的性別，靠其生活史發育的早期階段的溫度、光照或營養狀況等環境條件來決定的。比如：海生蠕蟲後益，是一種環節動物，成熟雌蟲將卵產在海水中，剛發育的幼蟲沒有性分化，之後自由生活的幼蟲將落入海底，發育成雌蟲，但是如果有機會落到雌蟲的口吻上，很快下滑經內壁進入子宮發育成雄蟲。如果把已經落在雌蟲口吻上的幼蟲移去，讓其繼續自由生活，就發育成中間性，畸形程度視呆在雌蟲口吻上時間的長短；許多線蟲是靠營養條件的好壞來決定性別的，它們一般在性別未分化的幼齡期侵入寄主體內，低感染率時營養條件好，發育成的成體基本上都是雌性，而高感染率時，營養條件差，發育成的成體通常都是雄的；大多數龜類無性染色體，其性別取決於孵化時的溫度。如烏龜卵在20～27℃條件下孵出的個體為雄性，在30～35℃時孵出的個體為雌性。鱷類在30℃以下孵化則幾乎全為雌性，高於32℃時雄性則占多數；我國特產的活化石揚子鱷，巢穴建於潮濕陰暗的弱光處可孵化出較多雌鱷，巢穴建於陽光曝晒處，則可產生較多的雄性。

4 基因決定性別

　　某些植物既可以是雌雄同株，也可以是雌雄異株，這類植物的性別往往是靠某些基因決定的。如葫蘆科的噴瓜，決定性別的是三個復等位基因，即aB、a+、ab；其顯隱關係為aB＞a+＞ab。aB基因決定發育為雄株；a+基因決定雌雄同株；ab則決定發育為雌株。性別的類型有5種基因型所決定：aBa+和aBab為雄株；a+a+和a+ab為雌雄同株；aab為雌株；純合的abab不存在，因為雌性個體不可能提供ab配子。玉米也可因為2對基因的轉變，引起雌雄同株和雌雄異株的差異^[1]。（為防止詞條有廣告信息報錯，這裡將d變換為b）

5 性反轉現象

　　在一定條件下，動物的雌雄個體相互轉化的現象稱為性反轉。魚類的性反轉是比較常見的，如黃鱔的性腺，從胚胎到性成熟是卵巢，只能產生卵子。產卵後的卵巢慢慢轉化為精巢，只產生精子。所以，每條黃鱔一生中都要經過雌雄兩個階段。成熟的雌劍尾魚會出其不意地變成雄魚，老的雌鰻魚有時轉變成雄魚。雞也有「牝雞司晨」現象，且可用激素使性未分化的雞胚轉變性別。

性別比例

　　根據性別決定的原理，不論是哪種性別決定方式，後代的性別比例都是1∶1。性別決定發生在受精的過程中，受精作用一經完成，性別也就決定了。

　　現以人的性別決定為例來說明XY型性別決定的情況。

　　人的性別決定方式為XY型，女性個體的一對性染色體是同型的，即XX；男性個體的一對性染色體是異型的，即XY。

　　從某種意義上說，性別也是按孟德爾方式遺傳的，1:1的性別比例是一種測交的結果，這意味著某一性別（例如哺乳動物的雌性）是純合體，而另一性（如雄性）是雜合體。

　　根據基因的分離規律，男性個體的精母細胞在經減數分裂形成精子時，可以同時產生含有X染色體的精子和含有Y染色體的精子，並且這兩種精子的數目相等；女性個體在卵原細胞經減數分裂形成卵細胞過程中，只產生一種含X染色體的卵細胞。

　　受精作用發生時，因為精子、卵細胞的融合是隨機進行的，因此形成兩種類型（就性染色體的組合而言）的受精卵，即：將來發育為女性個體，含XX性染色體的受精卵；和將來發育為男性個體，含XY性染色體的受精卵，且這兩種受精卵的比例為1:1，即女性個體與男性個體的數量比為1:1。

　　下面說明ZW型性別決定的情況。

　　ZW型性別決定方式和XY型性別決定方式正好相反。屬於ZW型性別決定的生物，雌性個體的體細胞中，含有兩個異型性染色體，用ZW表示，它產生兩種數量相等的卵細胞，即Z型卵細胞：W型卵細胞為1:1；雄性個體所含的性染色體為同型性染色體，用ZZ來表示，它只產生一種精子，即Z型精子。在受精過程中，兩種配子融合是隨機的，這樣就使其產生的後代中，雄性個體和雌性個體的數量比同樣也是1:1。

物種差別

　　哺乳動物的性別主要取決於體內性染色體的組成，環境對性別的決定幾乎沒有影響。但在低等一些的動物體內，如兩棲類、爬行類等，性別的決定除與性染色體組成有關外，與環境的變化有一定的關係。如青蛙等低等脊椎動物，即使性染色體組成為XY，但在溫度較高的環境中也會發育成雌蛙，在溫度較低的環境中，即使性染色體組成為XX，也會發育成雄蛙。也就說低等的脊椎動物染色體對性別的決定不是很強烈的。