i

Aktuální číslo:

2025/7

Téma měsíce:

Umění

Obálka čísla

Co jsou zač pohlavní chromozomy

 |  10. 7. 2023
 |  Vesmír 102, 421, 2023/7

Určení pohlaví,1) tedy zda se organismus během svého vývoje vydá na cestu k samci, nebo k samici, je jedním z nejdůležitějších okamžiků v životě. U většiny živočichů padne toto zásadní rozhodnutí pouze jednou a bývá nevratné. Mohlo by se zdát, že u tak klíčového procesu evoluce našla jedno ideální řešení, kterého se zúčastní všichni. Kdepak. Způsoby určení pohlaví jsou velmi různorodé a ovlivňují nejen mnohé vlastnosti jedince, ale i poměr pohlaví v populaci či rychlost evoluce dané linie.

Tento příspěvek je první částí třídílného seriálu, v němž představíme současné znalosti o evoluci způsobů určení pohlaví u amniotických obratlovců, zahrnujících dnešní savce a jejich sesterskou skupinu Sauropsida, tj. plazy včetně ptáků. Ne že by u ostatních organismů nebylo na dané téma o čem psát, ale všechno se prostě obsáhnout nedá a s amnioty máme zkušenosti z první ruky. V textu, který máte před sebou, se zamyslíme nad obecnou evolucí pohlavních chromozomů. Druhá část představí „bestiář“ různých způsobů určení pohlaví u amniotů a hlavní rysy evolučních přechodů mezi nimi, třetí věnujeme nepohlavnímu rozmnožování.

Geny, nebo prostředí?

U amniotů nalezneme dva základní typy určení pohlaví: pohlaví určené prostředím (ESD, z anglického environmental sex determination) a pohlaví určené genotypem (GSD, genotypic sex determination). Pro úplnost ještě zmiňme, že mezi amnioty se nevyskytují žádní hermafroditi.

ESD je vlastně speciálním případem polyfenie, tedy jevu, kdy se v populaci vlivem vnějších podmínek vyvíjejí odlišné morfy, zde představované samci a samicemi, které se neliší v genomu. Jiným příkladem polyfenie jsou sezonní morfy některých motýlů, u nás třeba nápadně se lišící jarní a letní generace babočky síťkované (Araschnia levana), nebo přepínání samičích larev včely medonosné podle kvality potravy mezi kariérou dělnice a královny.

„To, že například žralok, leguán a člověk, ale taky octomilka, šváb a konopí mají pohlavní chromozomy XY (a varan, kobra, slepice, chrostík či pistácie zase ZW), nevypovídá nic o jejich příbuznosti. Pohlavní chromozomy jsou zkrátka dobrým příkladem konvergentní evoluce.“

GSD je naopak příkladem geneticky řízeného polymorfismu, tj. přítomnosti odlišných variant. Samci a samice se zde liší v genomech, aspoň v genu určujícím pohlaví vázaném na pohlavní chromozomy. To, že tak důležitý proces jako určení pohlaví může (u GSD), ale nemusí (u ESD) být vázán na odlišnosti v genech, asi leckoho překvapí. Na druhou stranu s jedním genotypem vlastně všichni živočichové „snadno“ vykouzlí i rozdílnější formy, než je samec a samice; třeba rané embryo, dítě a dospělého jedince. Pojďme se teď podívat na to, co je nám známější, tedy na GSD a pohlavní chromozomy. Co víme o jejich vzniku a proč jsou tak divné?

X, Y, Z, W – abeceda pohlavních chromozomů

Podstatná část vlastností organismů je ovlivněna informací zapsanou v DNA. Jaderná DNA u pohlavních organismů typicky tvoří párové struktury zvané chromozomy. Jeden z páru chromozomů jedinec dědí od otce (přinesla ho spermie) a jeden od matky (ten byl ve vajíčku). Pohlavní buňky, spermie a vajíčka, se od ostatních buněk našeho těla liší tím, že nesou pouze jednu kopii každého chromozomu. K jejich vzniku dochází meiózou – komplikovaným procesem, který slouží hlavně k redukci počtu chromozomů na polovinu. Normální počet chromozomů se pak obnovuje v okamžiku splynutí vajíčka a spermie při vzniku nového jedince.

Během meiózy páry chromozomů v pohlavních buňkách navíc rekombinují. Hezky se srovnají a na určitých místech si vymění genetickou informaci. V samčí meióze vznikají z jedné pohlavní buňky čtyři spermie, každá s unikátním mixem genetické informace od obou rodičů. Samičí meióza se od samčí liší. Především v jejím průběhu vzniká jediné velké vajíčko a tři další malé, pólové buňky, které se zpravidla rozmnožování neúčastní (obr. 1).

Pohlavní chromozomy se z výše popsaného rámce vyjímají. Zpočátku byly pro biology takovou záhadou, že jednomu z nich začali říkat chromozom X. Všimli si, že samice nesou dva chromozomy X, zatímco samci jen jeden. U samců ale objevili zvláštní malinkatý, degenerovaný chromozom Y. Ten se u samic nikdy nevyskytuje a směruje vývin pohlavního orgánu směrem k varleti. Odhalení úlohy pohlavních chromozomů v určení pohlaví je dnes připisováno Nettie Stevensové a Edmundu B. Wilsonovi. Oba pracovali na hmyzu a publikovali o svých výsledcích téměř zároveň v roce 1906.

Nyní vidíte 22 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika, Evoluční biologie, Antropologie

O autorech

Lukáš Kratochvíl

Marie Altmanová

Barbora Straková

Doporučujeme

Najít své těžiště kontroly

Najít své těžiště kontroly uzamčeno

„Svobodu, nebo smrt je návod, jak vyhrát bitvu, ale zároveň recept na rozchod,“ říká bývalý hlavní armádní psychiatr Jan Vevera. Faktory, které...
Věstonická superstar

Věstonická superstar video

Soška tělnaté ženy z ústředního tábořiště lovců mamutů u dnešních Dolních Věstonic pod Pálavou je jistě nejznámějším archeologickým nálezem...
K čemu je umění?

K čemu je umění? uzamčeno

Petr Tureček  |  7. 7. 2025
Výstižná teorie lidské evoluce by měla nabídnout vysvětlení, proč trávíme tolik času zdánlivě zbytečnými činnostmi. Proč, jako například lvi,...