XY性别决定系统

果蠅的性染色體
雄性銀杏樹的花粉錐，一種雌雄異株的物種.
雌性銀杏的胚珠.

XY性別決定系統是一種普遍存在的性別決定系統，被使用于多數哺乳類 （包括人類 ）、部分昆蟲（果蠅屬）、部分的蛇、部分的鱼（孔雀鱼）、部分植物（銀杏樹）。在此系統中，個體的性別是由一對性染色體決定的。 在多數情況下，雌性生物擁有兩個相同的性染色體（XX），被稱為「同染色體性別」。雄性生物擁有兩個不同的性染色體（XY），被稱為「異染色體性別」[1]。

在人類中，Y染色體的存在負責觸發男性發育； 在沒有Y染色體的情況下，胎兒會發育成女性。有各種例外，例如患有克氏综合征(Klinefelter syndrome)（具有 XXY 染色體）、XY性腺發育不全(斯威爾综合徵, Swyer syndrome)（具有 XY 染色體的女性）、和 XX雄性综合徵（英语：XX_male_syndrome）（具有 XX 染色體的男性）的個體，但這些例外很少見。 在某些情況下，一個看似正常的女性擁有陰道、子宮頸和卵巢，卻擁有 XY 染色體，但SRY基因已被關閉[2]。 在大多數具有 XY性別決定的物種中，生物體必須至少有一條X染色體才能生存[3][4]。

XY系統在幾個方面與鳥類、一些昆蟲、許多爬行動物和各種其他動物中發現的ZW性別決定系統形成對比，其中異配性別是雌性。幾十年來，人們一直認為所有蛇類的性別都由ZW性別決定系統決定，但觀察到蚺科和蟒科物種的遺傳學產生了意想不到的影響； 例如，孤雌生殖只產生雌性而不是雄性，這與ZW系統中的預期相反。 在21世紀初期，此類觀察促使研究表明，迄今為止調查的所有蟒蛇和蟒蛇肯定具有性別決定的XY系統[5][6]。

在一些爬行動物和魚類中發現了依賴於溫度的溫度-性別決定系統。

機制

所有動物都有一組 DNA 編碼，用於編碼染色體上的基因。 在人類、大多數哺乳動物和其他一些物種中，兩條染色體（稱為X染色體和Y染色體）編碼性別。在這些物種中，一個或多個基因存在於決定雄性的Y染色體上。 在這個過程中，X 染色體和 Y 染色體決定後代的性別，這通常是由於位於 Y 染色體上編碼雄性的基因。 後代有兩條性染色體：帶有兩條X染色體的後代會發育出雌性特徵，而帶有X和Y染色體的後代會發育出雄性特徵。

哺乳動物

在大多數哺乳動物中，性別由 Y 染色體的存在決定。 這使得具有 XXY 和 XYY 核型的個體成為雄性，而具有 X 和 XXX 核型的個體成為雌性[1]。

在1930年代，阿爾弗雷德·約斯特（英语：Alfred Jost） (Alfred Jost) 確定雄性兔子的沃爾夫管(Mesonephric duct)發育需要睾酮的存在[7]。

SRY基因是獸亞綱（胎盤哺乳動物和有袋動物）Y染色體上的性別決定基因[8]。 非人類哺乳動物使用Y染色體上的幾個基因[來源請求]。

並非所有雄性特異性基因都位於Y染色體上。 鴨嘴獸是一種单孔目動物，使用5對不同的XY染色體和6組雄性相關基因，AMH是總開關[9]。

其他動物

一些海龜物種已經趨同地進化出XY性別決定係統，特別是在蛇頸龜科和麝香龜亞科(Staurotypinae) 中[10]。

其他物種（包括大多數果蠅屬物種）使用兩條 X 染色體的存在來確定雌性：一條 X 染色體給出推定的雄性，但正常雄性發育需要 Y 染色體基因的存在。 在果蠅中，具有 XY 的個體為雄性，具有 XX 的個體為雌性； 但是，具有 XXY 或 XXX 的人也可以是女性，而具有 X 的人也可以是男性[11]。

植物

極少數雌雄異株的被子植物具有 XY 性別決定[12]， 例如白花蝇子草 (Silene latifolia)[13]。 在這些物種中，性別決定類似於哺乳動物，其中雄性是 XY，雌性是 XX[14]。

參見

參考

  1. ^ 1.0 1.1 Hake, Laura; O'Connor, Clare. Genetic Mechanisms of Sex Determination | Learn Science at Scitable. www.nature.com. [2021-04-13]. （原始内容存档于2017-08-19） （英语）. 
  2. ^ Callaway, Ewen. Girl with Y chromosome sheds light on maleness. New Scientist. [2023-02-22]. （原始内容存档于2023-05-31） （英语）. 
  3. ^ Can a Zygote Survive Without an X Sex Chromosome?. Education - Seattle PI. [2020-11-08]. （原始内容存档于2023-05-05）. 
  4. ^ Sherwood, Susan. What Occurs When the Zygote Has One Fewer Chromosome than Usual?. Sciencing. [2021-04-29]. （原始内容存档于2023-03-20） （英语）. 
  5. ^ Gamble, Tony; Castoe, Todd A.; Nielsen, Stuart V.; Banks, Jaison L.; Card, Daren C.; Schield, Drew R.; Schuett, Gordon W.; Booth, Warren. The Discovery of XY Sex Chromosomes in a Boa and Python. Current Biology. 2017, 27 (14): 2148–2153.e4. PMID 28690112. doi:10.1016/j.cub.2017.06.010 可免费查阅. 
  6. ^ Olena, Abby. Snake Sex Determination Dogma Overturned （页面存档备份，存于互联网档案馆）. The Scientist July 6, 2017 [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  7. ^ Jost, A.; Price, D.; Edwards, R. G. Hormonal Factors in the Sex Differentiation of the Mammalian Foetus [and Discussion]. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 1970, 259 (828): 119–31. Bibcode:1970RSPTB.259..119J. JSTOR 2417046. PMID 4399057. doi:10.1098/rstb.1970.0052 可免费查阅. 
  8. ^ Wallis MC, Waters PD, Graves JA. Sex determination in mammals - Before and after the evolution of SRY. Cell. Mol. Life Sci. June 2008, 65 (20): 3182–95. PMID 18581056. S2CID 31675679. doi:10.1007/s00018-008-8109-z. 
  9. ^ Cortez, Diego; Marin, Ray; Toledo-Flores, Deborah; Froidevaux, Laure; Liechti, Angélica; Waters, Paul D.; Grützner, Frank; Kaessmann, Henrik. Origins and functional evolution of Y chromosomes across mammals. Nature. 24 April 2014, 508 (7497): 488–493. Bibcode:2014Natur.508..488C. PMID 24759410. S2CID 4462870. doi:10.1038/nature13151. 
  10. ^ Badenhorst, Daleen; Stanyon, Roscoe; Engstrom, Tag; Valenzuela, Nicole. A ZZ/ZW microchromosome system in the spiny softshell turtle, Apalone spinifera, reveals an intriguing sex chromosome conservation in Trionychidae. Chromosome Research. 2013-04-01, 21 (2): 137–147. ISSN 1573-6849. PMID 23512312. S2CID 14434440. doi:10.1007/s10577-013-9343-2 （英语）. 
  11. ^ Fusco G, Minelli A. The Biology of Reproduction. Cambridge University Press. 2019-10-10: 306–308. ISBN 978-1-108-49985-9. 
  12. ^ Gradstein, Stephan Robbert; Klatt, Simone; Normann, Felix; Wilson, Rosemary; Weigelt, Patrick; Willmann, Rainer. Systematics 2008 Göttingen, Programme and Abstracts. Universitätsverlag Göttingen. 2008: 278. ISBN 978-3-940344-23-6 （英语）. 
  13. ^ Monéger, Françoise. Sex Determination in Plants. Plant Signaling & Behavior. 2007, 2 (3): 178–179. ISSN 1559-2316. PMC 2634050 可免费查阅. PMID 19704689. doi:10.4161/psb.2.3.3728. 
  14. ^ Hakeem, Khalid Rehman; Tombuloğlu, Hüseyin; Tombuloğlu, Güzin. Plant Omics: Trends and Applications. Springer. 2016-08-23: 365. ISBN 978-3-319-31703-8 （英语）.