Стать

Жіноча (ліворуч) та чоловіча (праворуч) шишки сосни.

Стать — це біологічна ознака, яка визначає, чи продукує організм, що розмножується статевим шляхом, чоловічі або жіночі гамети. Під час статевого розмноження чоловіча та жіноча гамети зливаються, утворюючи зиготу, яка розвивається в нащадка, що успадковує ознаки від кожного з батьків. За конвенцією, організми, які продукують менші, більш рухливі гамети (сперматозоїди, або сперма), називаються самцями (чоловічою статтю), тоді як організми, що продукують більші, нерухливі гамети (яйцеклітини, які часто називають яйцями), називаються самками (жіночою статтю).Організм, який продукує обидва типи гамет, є гермафродитом (двостатевим).

Еволюція статі

Вважається, що статеве розмноження уперше з'явилося близько мільярда років тому, розвинувшись у предкових форм одноклітинних еукаріотів. Причина початкової еволюції статі та статевого розмноження, як і причини їх збереження до нашого часу досі залишаються багато у чому дискусійними. Деякі з багатьох правдоподібних теорій включають такі припущення: статеве розмноження створює різноманітність у нащадків, статеве розмноження допомагає розповсюдженню виграшних рис, статеве розмноження сприяє зникненню дизадаптивних ознак у нащадків.

Статеве розмноження характерне для еукаріотів, клітини яких містять ядро та мітохондрії. Воно притаманне не лише тваринам, рослинам та грибам, а й багатьом іншим еукаріотам (наприклад, малярійному плазмодію).

В природі існує три типи статевого розмноження: ізогамія, гетерогамія, і оогамія. У всіх трьох випадках утворюються статеві клітини з різною (взаємодоповнюючою) генетичною інформацією, які повинні злитися одна з одною, щоб дати початок новому організму. У зв'язку з цим коректніше сказати, що особина належить до чоловічої або жіночої статі тільки у випадку оогамії, тобто статевого розмноження, при якому як статеві клітини утворюються сперматозоїд та яйцеклітина. У двох інших випадках кажуть, що стать не чоловіча і не жіноча, а просто різна. Деякі дослідники розглядають оогамію як крайній варіант гетерогамії.

Для деяких бактерій є характерним процес кон'югації, що забезпечує перенесення генетичного матеріалу поміж клітинами. І хоча вищеназваний процес не дорівнює статевому розмноженню, у результаті отримуємо змішування спадкових ознак. Різниця між гаметами та бінарна природа процесу запліднення вважаються визначальними для статевого розмноження. Причому, навіть попри наявність іншої кратності у типах гамет (більше ніж два типи) у межах одного виду, для такого виду може бути характерним статеве розмноження. Разом із тим багатоклітинних організмів із третьою гаметою не відомо. Amanda Schaffer, "Pas de Deux: Why Are There Only Two Sexes?", , updated 2007-09-27.Laurence D. Hurst, "Why are There Only Two Sexes?", Proceedings: Biological Sciences, 263 (1996): 415–422.

Хоча розвиток і еволюція статі датується еукаріотичним періодом розвитку життя, початок хромосомного визначення статі відноситься до пізнішого періоду. Визначення статі по типу ZW характерне для птахів, деяких риб та ракоподібних.Переважна більшість ссавців, деякі комахи (Drosophila) та рослини (гінкго) використовують систему визначення статі XY. У деяких комах відома .

Між пташиною ZW-хромосомами та XY-хромосомами ссавців не існує жодних спільних генів,. Із порівняння хромосомних наборів курки та людини було встановлено, що Z-хромосома виявилася більш подібною до аутосомальної хромосоми номер 9 у людини, ніж до статевих X- або Y-хромосом. На основі цього було зроблено висновок, що системи визначення статі по типу ZW та XY не мають спільного походження, але статеві хромосоми розвинулися з аутосомальних хромосом спільного предка птахів та ссавців. У статті 2004 року, де порівнюється Z-хромосома курки з X-хромосомою качкодзьоба, пропонується гіпотеза, що вказані дві системи пов'язані між собою.

Визначення статі

Найбазовішою статевою системою є така, у якій всі організми даного виду є гермафродитами, і виробляють як чоловічі так і жіночі гамети. Це спостерігається у деяких тварин (наприклад равликів) та більшості квіткових рослин. Проте у багатьох випадках відбувається спеціалізація статевої системи — окремі організми виробляють лише чоловічі або жіночі гамети. Біологічний план розвитку організма до тієї чи іншої статі називається «визначення статі». Для більшості видів з статевим поділом є характерною наявність чоловічих (виробляють тільки чоловічі гамети) або жіночих (виробляють відповідно тільки жіночі гамети) особин. З цього правила є численні винятки — наприклад, круглий черв C. elegans має дві статі — гермафродитну і чоловічу (така система називається андродиоційна). Іноді організм розвивається у стан, проміжний між чоловічою і жіночою статю, так званий інтерсекс. Іноді інтерсексуальних індивідуумів називають «гермафродитами». Але на відміну від біологічних гермафродитів, інтерсекси є особливими випадками і зазвичай є неплідними як у чоловічому, так і у жіночому аспекті.

Генетичне визначення

Генетичні системи визначення статі характеризуються тим, що стать організму визначається геномом, який цей індивідуум успадковує. Генетична система визначення статі зазвичай залежить від асиметричного розподілу успадкованих статевих хромосом. Ці хромосоми несуть у своєму складі генетичні елементи, що впливають на розвиток. Стать може визначатися як лише наявністю певних статевих хромосом, так і їх кількістю у клітині. Генетичне визначення статі зазвичай продукує співвідношення чоловічого і жіночого потомства як один до одного. Причиною цьому є те, що основою генетичного визначення статі є розходження хромосом під час мейозу.

Для людей та інших ссавців притаманна система визначення статі за типом XY. Y-хромосома несе гени, що відповідальні за запуск розвитку організму згідно з чоловічим типом. Стать «за замовчуванням», коли Y-хромосома відсутня, — жіноча. Отож, ХХ-ссавці є самицями, а XY — самцями. Система визначення статі XY характерна не тільки для ссавців, але й для інших організмів, включаючи плодову мушку та деякі рослини. У деяких випадках (дрозофіла), стать визначається не наявністю Y-хромосоми, а кількістю Х-хромосом.

У птахів, для яких характерна система визначення статі ZW, обернене справедливе — хромосома W несе у собі елемент, що відповідає за розвиток жіночої статі. Відповідно, за замовчуванням розвивається чоловіча стать. У цьому випадку ZZ-особини є самцями, а ZW — самицями. Більшість метеликів та молей також мають систему визначення статі ZW. У обох системах визначення статі — XY та ZW — статева хромосома, що власне і несе у собі ключові фактори, часто значно менша за аутосоми. До складу цієї хромосоми входить не набагато більше генів, ніж необхідно для запуску розвитку заданої статі.

Багато комах використовують системи визначення статі, що базуються на кількості статевих хромосом. У такому випадку відбувається так зване . Нуль (0) означає відсутність статевої хромосоми. Усі інші хромосоми у таких організмів містяться у стандартних диплоїдних кількостях, але статевих хромосом може бути успадковано як дві, так і лише одна. У польових цвіркунів особини з однією X-хромосомою розвиваються як самці, тоді як ті комахи, що мають дві X-хромосоми — відповідно як самиці цвіркунів. У нематоди C. elegans більшість особин є самозаплідними ХХ-гермафродитами, але випадкові порушення у спадкуванні хромосом регулярно породжують особин лише з однією X-хромосомою. Такі Х0-особини є фертильними самцями (і половина їх потомства відповідно самці).9.II. Sexual Dimorphism

Інші комахи, включаючи бджіл та мурах використовують гаплодиплоїдну систему визначення статі. У цьому випадку диплоїдні особини зазвичай самиці, а гаплоїдні індивідууми (які розвиваються з незапліднених яєць) — самці. Ця система визначення статі призводить до сильно зміщеного відношення статей. Це відбувається через те, що стать нащадка визначається заплідненням, а не розходженням хромосом під час мейозу.

Негенетичне визначення

У багатьох видів стать визначається не спадковістю, а факторами зовнішнього середовища, що діяли під час розвитку зиготи або пізніше у онтогенезі. Для багатьох рептилій характерним є температурозалежне визначення статі: температура за якої відбувався розвиток ембріона визначає стать організму. У деяких видів черепах наприклад, вилуплення самців є наслідком нижчої інкубаційної температури, ніж потрібна для того, щоб із відкладених яєць з'явилися самиці. Різниця між цими критичними температурами може не перевищувати 1-2 °C.

Багато риб змінюють стать протягом свого життя. Це явище називається послідовний гермафродитизм. У риби-клоуна менші особини зазвичай чоловічої статі, а домінантна та найбільша особина групи стає самицею. Для багатьох губанів ситуація прямо протилежна — більшість риб спочатку жіночої статі, і перетворюються на самців лише з досягненням певних розмірів. Послідовні гермафродити можуть виробляти обидва типи гамет протягом свого життя, але у будь-який даний час вони тільки чоловічої або жіночої статі.

У деяких папоротей початковий станом є гермафродитизм. Але у випадку коли рослина вегетує у ґрунті, де перед тим уже росли особини-гермафродити, завдяки впливу залишкових фітогормонів ця папороть розвивається у чоловічу рослину.

Стать людини

Біологічна стать людини визначається як сукупність анатомічних, фізіологічних, біохімічних та генетичних характеристик, що відрізняють чоловічий організм від жіночого, здатних застосовуватися окремо або в комплексі для ідентифікації та розрізнення чоловіка від жінки.

У біологічній статі виділяють наступні компоненти: +Компоненти статі людиниКомпонент статіКритерій розрізненняЖіноча статьЧоловіча статьГенетична або хромосомна статьНабір статевих хромосомXXXYГонадна статьСтатеві залози (гонади)ЯєчникиСім'яники (яєчка)Внутрішня генітальна статьВнутрішні статеві органиМатка, маткові труби, вагіна та основні структури клітораПростата та сім'яні канальціЗовнішня генітальна статьЗовнішні статеві органиВульва (зовнішні та внутрішні статеві губи, голівка клітора, вагінальний отвір)Пеніс та мошонкаГормональна статьПереважання у крові певного виду статевих гормонівПереважають естрогениПереважають андрогениСтать вторинних статевих ознакВторинні статеві ознакиЖіноча фігура

Будова скелета Розвинуті молочні залози Розподіл підшкірної жирової клітковини в районі тазу

Оволосіння за жіночим типом

Висота та тембр голосуМолочні залози нерозвинені Оволосіння за чоловічим типом Розвиток вторинних статевих ознак визначається як рівнем статевих гормонів, так і расовими, іншими генетичними особливостями, характеристиками зовнішнього середовища.

Визначення статі у людини Здебільшого стать можна визначити візуально: за наявністю первинних статевих ознак (найпопулярніший цей метод при визначенні статі дитини чи плоду). Винятком є випадки тяжкої генетичної чи гормональної патології (наприклад гермафродитизм), коли генетичну стать визначають мікроскопічно (пошук тілець Бара у лейкоцитах). Вторинні статеві ознаки не є показником статі, вони лише відображають правильність перебігу процесу статевого дозрівання.

Аномальна генетика статі У таблиці наведено приклади комбінацій статевих хромосом, зокрема, у випадках, коли гамета через порушення процесу мейозу несе зайву, або не несе жодної статевої хромосоми:

Гамети ♀\♂ X Y XY 0 X XX♀ XY♂ XXY♂ X0♀ XX XXX♀ XXY♂ XXXY♂ XX♀ 0 X0♀ Y0† XY♂ 00†