Появление вторичных половых признаков. Половой диморфизм

Вторичные половые признаки, признаки, характеризующие изменения в строении и функции различных органов, определяющих как половую зрелость, так и половую принадлежность. Следует отличать от первичных половых признаков, идентифицирующих половые органы. Вторичные половые признаки зависят от первичных, развиваются под воздействием половых гормонов и появляются в период полового созревания. К ним относятся особенности развития костно-мышечной системы, пропорций тела, подкожно-жировой клетчатки и волосяного покрова, степень развития молочных желёз, тембр голоса, особенности поведения и многие другие.

Под влиянием женских половых гормонов у девочек быстро увеличиваются рост и масса тела, причём конечности растут быстрее, чем туловище; изменяется форма скелета, особенно таза, а также фигура за счёт отложения жира, преимущественно в области ягодиц, живота и бёдер; формы тела округляются, кожа становится тоньше и нежнее. Начинается рост молочных желёз, выпячивается околососковый кружок. В последующем грудные железы увеличиваются, в них откладывается жировая ткань, они приобретают форму зрелой молочной железы. Появляются волосы на лобке, затем в подмышечных впадинах, усиливается рост их на голове. Рост волос на лобке у девочек начинается раньше, чем у мальчиков, и отличается характерным для женщин распределением в виде треугольника с вершиной, направленной книзу, и резко очерченной верхней границей над лобком. Потовые железы, особенно железы подмышечных впадин, начинают выделять пот с запахом, присущим женскому полу. Усиливается секреция сальных желёз, в результате чего во второй половине периода полового созревания иногда происходит образование юношеских угрей. У большинства девочек спустя 2 - 3 года от начала появления вторичных половых признаков, в возрасте 12 - 13 лет, начинаются менструации (см. Менархе) - главный признак полового созревания, указывающий на способность организма к беременности. Однако общая зрелость организма наступает через несколько лет, в течение которых происходит дальнейшее развитие вторичных половых признаков и становление репродуктивной функции, подготавливающие организм девушки к выполнению функции материнства.

У мальчиков появление вторичных половых признаков характеризуется более интенсивным ростом тела, увеличением мышечной массы, усилением роста полового члена и яичек (что иногда сопровождается небольшой болезненностью). Изменяется форма гортани, голос становится более грубым, низким, появляются пигментация кожи мошонки, растительность на лобке и в подмышечных впадинах, начинают пробиваться усы и борода, появляется кадык ("адамово яблоко"). У многих юношей в этот период отмечается набухание грудных желёз и повышенная чувствительность сосков. В 14 - 15 лет у юношей нередко возникает половое возбуждение, а по ночам - самопроизвольное извержение семени (поллюции). Семенные канальцы у неполовозрелых мальчиков заполнены сперматогониями, и только с началом функционирования половых желёз, способных вырабатывать зрелые сперматозоиды, организм юноши вступает в пору полового созревания, дальнейшего развитая вторичных половых признаков и зрелости, которая наступает к 23 - 25 годам.

Обычно различают первичные и вторичные половые признаки.

К первичным половым признакам относят те морфологические и физиологические особенности организма, которые обеспечивают образование гамет и соединение их в процессе оплодотворения, а также различия в строении внутренних и наружных органов размножения. К вторичным половым признакам относят признаки и свойства организма, непосредственно не обеспечивающие процессы гаметогенеза, спаривания и оплодотворения, но играющие роль в половом размножении. Такое деление надо считать чисто условным, так как вторичные половые признаки, контролируемые гормональной деятельностью, непосредственно связаны с нормальным функционированием первичнополовых органов - гонад в системе всего организма.

Ранее были приведены примеры, показывающие, что мужские и женские вторичнополовые признаки определяются одними и теми же генами, но под влиянием половых гормонов данные гены могут проявлять свое действие или быть подавленными. Если у петуха удалить семенник, та он приобретет признаки куницы. После пересадки такой курице семенника нормального петуха она восстановит признаки петуха. Заболевание или недоразвитие яичника у женщин, ослабляющее активность женского гормона, часто приводит к появлению вторичнополовых признаков, мужчины; у мужчин вследствие подавления нормального функционирования гонад могут проявляться женские признаки.

У животных, как правило, существует раздельнополость, но у ряда организмов в норме имеет место гермафродитизм. В этом случае у одной и той же особи развиваются как мужские, так и женские половые клетки, и размножение может происходить путем самооплодотворения.

Растительные организмы в отношении дифференциации полов и способов определения пола оказываются столь же разнообразными, как и животные. Существуют растения, у которых мужские и женские цветки находятся на одном растении - однодомные и на разных - двудомные (диклиния). Большинство же растений имеет обоеполые цветки (моноклиния). Обоеполые цветки могут самоопыляться (самооплодотворение) или опыляться перекрестно. Например, рожь является перекрестноопыляющимся растением, редис и другие крестоцветные - менее строго перекрестноопыляющимися растениями, а пшеница и ячмень - самоопыляющимися.

У гермафродитных животных и растений при размножении обмен наследственной информацией с организменного уровня перешел на клеточный и осуществляется между гаметами внутри одной и той же особи (самооплодотворяющегося растения и животного). Поскольку женские и мужские половые клетки в этом случае имеют одинаковую генетическую структуру, потомство оказывается наследственно однотипным и называется клоном , или «чистой линией».

Вторичные половые признаки определяют изменения, которые происходят в строении и функциях различных органов. Они характеризуют половую принадлежность человека. Не стоит путать их с первичными половыми признаками, идентифицирующими половые органы.

Вторичные половые признаки напрямую зависят от первичных. Они начинают проявляться в период созревания, когда повышается уровень половых гормонов. К таким признакам относятся: развитие молочных желез, особенности волосяного покрова, пропорций тела, костно-мышечной системы, подкожно-жировой клетчатки, отличия в поведении и многое другое.

Признаки у девочек появляются примерно в 10-11 лет. Под действием гормонов стремительно увеличивается масса тела и рост. Конечности при этом растут быстрее самого тела. Изменяется форма таза и всего скелета в целом. В области бедер, ягодиц и живота откладывается жир, за счет чего форма тела округляется. Кожа становится нежной и тонкой. Происходит рост и развитие молочных желез и выпячивание околососкового кружка. В дальнейшем грудные железы будут увеличиваться. В них накапливается что способствует формированию зрелой молочной железы. Усиливается рост волос на голове. Они появляются в подмышечных впадинах и на лобке. Последнее у девочек происходит гораздо раньше, чем у мальчиков. Для женщин характерно распределение волос в виде треугольника с четкой границей над лобком.

В это время начинают активно работать и выделять характерный женский запах. Начинают работать в результате чего большинство подростков имеют некоторые проблемы с кожей в виде юношеских прыщей и угрей.

Спустя два-три года с момента проявления описанных выше признаков, у девочек начинается менструация. Именно она считается главным признаком полового созревания. Менструация свидетельствует о том, что девочка способна забеременеть. В этом возрасте необходимо как можно чаще разговаривать с ребенком и разъяснять все перемены, происходящие с организмом. Очень важно правильно рассказать о половой жизни и всех опасностях, связанных с ней.

Половые признаки, активно развивающиеся в этом возрасте, не свидетельствуют о зрелости организма. Наступившая беременность сильно вредит здоровью и влияет на способность иметь детей в будущем.

Общая зрелость женского организма наступает спустя несколько лет. Обычно это 17-18 лет. К этому времени вторичные половые признаки уже хорошо развиты, а репродуктивная система функционирует в полную силу. Только теперь можно сказать, что организм девушки готов к материнству.

Развитие мальчиков происходит немного позже. Вторичные половые признаки характеризуются интенсивным ростом тела, полового члена и яичек, а также увеличением массы тела. За счет того, что меняется форма гортани, голос грубеет и становится более низким. В подмышечных впадинах, и лице появляются волосы. У некоторых юношей происходит желез и высокая чувствительность сосков. К 15 годам у них появляется половое возбуждение и возможны поллюции.

У юношей семенные канальца заполнены сперматогониями. Начиная с того момента, когда половые железы будут способны вырабатывать зрелые сперматозоиды, можно говорить о вступлении юноши в пору полового созревания. Развитие вторичных половых признаков у мужчин происходит до 23-25 лет. Как правило, к этому возрасту внешний облик мужчины уже полностью сформирован. Он способен вести нормальную половую жизнь и воспитывать потомство.

Немаловажную роль в жизни юношей и девушек играет половое воспитание. Разъяснять правила поведения должны родители, в легкой и доступной форме. Не стоит допускать, чтобы дети узнавали об отношениях мужчин и женщин с экранов телевизоров или от друзей. Такие знания могут принести немалый вред еще совсем юным людям.

Половые признаки, морфологические и функциональные признаки, определяют половую принадлежность организма. Подразделяются на первичные и вторичные. Первичные и вторичные признаки обусловлены генетически, их структура заложена уже в оплодотворенной яйцеклетке задолго до рождения ребёнка. Первичные половые признаки - это признаки, относящиеся к строению половых органов. Они закладываются в эмбриогенезе и формируются к моменту появления организма на свет. Под первичными половыми признаками понимают гонады или половые железы (семенники у самцов, яичники у самок) и другие половые органы: семявыносящие пути, яйцеводы, матку и т.д. Вторичные половые признаки не принимают непосредственного участия в репродукции, но способствуют встрече представителей двух полов. Они зависят от первичных половых признаков, развиваются под воздействием половых гормонов и появляются у человека в период полового созревания. Вторичные половые признаки, совокупность особенностей или признаков, отличающих один пол от другого (за исключением половых желёз, являющихся первичными половыми признаками). Примеры вторичных половых признаков человека: у мужчин - усы, борода, тембр голоса, выступающий хрящ на гортани («адамово яблоко»); у женщин - типичное развитие грудных желёз, форма таза, большее развитие жировой клетчатки. Вторичные половые признаки животных: характерное яркое оперение самцов птиц, пахучие железы, хорошо развитые рога, клыки у самцов млекопитающих. Вторичные половые признаки сохраняются постоянно (например, различия в размерах и пропорциях тела, окраске; грива у самцов львов и павианов, рога у самцов копытных) или появляются только на время брачных сезонов (например, окраска и брачный наряд некоторых рыб и птиц). К сезонным вторичным половым признакам относят также брачное поведение («ухаживание», турниры, строительство гнёзд и др.). Вторичные половые признаки помогают особям разного пола найти и узнать друг друга, стимулируют созревание гонад и половое поведение самок, играют важную роль в половом отборе. Исследованиями по кастрации и пересадками половых желёз (от особи одного пола особи другого пола) показана зависимость между функцией половых желёз и развитием вторичных половых признаков у млекопитающих, птиц, земноводных и рыб. Эти опыты позволили советскому исследователю М. М. Завадовскому условно разделить вторичные половые признаки на зависимые (эусексуальные), которые развиваются в связи с деятельностью половых желёз, и независимые (псевдосексуальные), развитие которых совершается независимо от функции половых желёз. Зависимые вторичные половые признаки в случае кастрации животного не развиваются. Если к этому моменту они уже успели развиться, то постепенно они теряют своё функциональное значение и иногда совсем исчезают. В результате кастрации самцов и самок получаются в основном сходные формы; если же такой "асексуальной" особи пересадить половую железу или ввести половой гормон, то развиваются характерные зависимые вторичные половые признаки соответствующего пола. Примером таких опытов служит развитие у кастрированной курицы под влиянием мужской половой железы головного убора петуха (гребень, бородка, серёжки), петушиного голоса, самцового поведения. Независимые вторичные половые признаки, например шпоры или петушиное оперение, развиваются без участия половых гормонов, что удалось установить опытами с удалением половых желёз: у кастрированных петухов также обнаруживаются эти признаки. Помимо зависимых и независимых вторых половых признаков, выделяют ещё группу сомосексуальных, или тканеполовых, вторичных половых признаков, которые присущи только одному полу, однако не зависят от функции половых желёз; в случае кастрации половые различия по этим признакам полностью сохраняются. Эта группа вторичных половых признаков характерна для насекомых.

4. Мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость - изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации (реорганизация репродуктивных структур клетки). Мутагены бывают физические (радиационное излучение), химические (гербициды) и биологические (вирусы). Термин «мутация» (от лат. mutatio – изменение) долгое время использовался в биологии для обозначения любых скачкообразных изменений. Например, немецкий палеонтолог В. Вааген называл мутацией переход от одних ископаемых форм к другим. Мутацией называли также появление редких признаков, в частности, меланистических форм среди бабочек. Современные представления о мутациях сложились к началу XX столетия. Например, российский ботаник Сергей Иванович Коржинский в 1899 г. разработал эволюционную теорию гетерогенезиса, основанную на представлениях о ведущей эволюционной роли дискретных (прерывистых) изменений. Однако наиболее известной стала мутационная теория голландского ботаника Де Фриза (1901 г.), который ввел современное, генетическое понятие мутации для обозначения редких вариантов признаков в потомстве родителей, которые не имели этого признака. Де Фриз разработал мутационную теорию на основе наблюдений за широко распространенным сорным растением – ослинником двулетним, или энотерой (Oenothera biennis ). У этого растения существует несколько форм: крупноцветковые и мелкоцветковые, карликовые и гигантские. Де Фриз собирал семена с растения определенной формы, высевал их и получал в потомстве 1…2% растений другой формы. В дальнейшем было установлено, что появление редких вариантов признака у энотеры не является мутацией; данный эффект обусловлен особенностями организацией хромосомного аппарата этого растения. Кроме того, редкие варианты признаков могут быть обусловлены редкими сочетаниями аллелей (например, белая окраска оперения у волнистых попугайчиков определяется редким сочетанием aabb ).

Основные положения мутационной теории Г. Де Фриза остаются справедливыми и по сей день и сводятся к следующему:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков.

2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.

3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.

4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

5. Сходные мутации могут возникать повторно.

6. Мутации не направлены (спонтанны), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

Мутационная изменчивость проявляется в фенотипе, и по сути дела лишь по наличию качественно новых признаков и свойств организма можно предполагать ее возникновение. Изменения фенотипа вызываются нарушением наследственных структур, которое обусловливается влиянием различных факторов внешней среды. Иными словами, внешняя среда, воздействуя на генотип, вызывает его структурные изменения, приводящие к формированию новых признаков и свойств организма. В связи с этим исследование мутаций должно вестись с разных позиций: с точки зрения характера изменений в генотипе, локализации их в различных клетках и тканях, фенотипического выражения и эволюционной роли мутаций, а также с точки зрения природы причинного фактора.

Существует несколько классификаций мутаций по различным критериям. Мёллер предложил делить мутации по характеру изменения функционирования гена на гипоморфные (измененные аллели действуют в том же направлении, что и аллели дикого типа; синтезируется лишь меньше белкового продукта), аморфные (мутация выглядит, как полная потеря функции гена, например, мутация white у Drosophila), антиморфные (мутантный признак изменяется, например, окраска зерна кукурузы меняется с пурпурной на бурую) и неоморфные . В современной учебной литературе используется и более формальная классификация, основанная на характере изменения структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. В рамках этой классификации различают следующие виды мутаций:

• геномные ;
• хромосомные ;
• генные .

Геномные - полиплоидизация (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д.) наборами хромосом) и анеуплоидия (гетероплоидия) - изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (Инге-Вечтомов, 1989). В зависимости от происхождения хромосомных наборов среди полиплоидов различают аллополиплоидов, у которых имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов, и аутополиплоидов, у которых происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

При хромосомных мутациях происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря (делеция) или удвоение части (дупликация) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация) (крайний случай - объединение целых хромосом, Робертсоновская транслокация, которая является переходным вариантом от хромосомной мутации к геномной).

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК генов под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации , дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точковых мутациях. Поскольку в состав ДНК входят азотистые основания только двух типов - пурины и пиримидины, все точковые мутации с заменой оснований разделяют на два класса: транзиции (замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин) и трансверсии (замена пурина на пиримидин или наоборот). Возможны четыре генетических последствия точковых мутаций: 1) сохранение смысла кодона из-за вырожденности генетического кода (синонимическая замена нуклеотида), 2) изменение смысла кодона, приводящее к замене аминокислоты в соответствующем месте полипептидной цепи (миссенс-мутация), 3) образование бессмысленного кодона с преждевременной терминацией (нонсенс-мутация). В генетическом коде имеются три бессмысленных кодона: амбер - UAG, охр - UAA и опал - UGA (в соответствии с этим получают название и мутации, приводящие к образованию бессмысленных триплетов - например амбер-мутация), 4) обратная замена (стоп-кодона на смысловой кодон).

По влиянию на экспрессию генов мутации разделяют на две категории: мутации типа замен пар оснований и типа сдвига рамки считывания (frameshift) . Последние представляют собой делеции или вставки нуклеотидов, число которых не кратно трём, что связано с триплетностью генетического кода. Первичную мутацию иногда называют прямой мутацией , а мутацию, восстанавливающую исходную структуру гена, - обратной мутацией, или реверсией. Возврат к исходному фенотипу у мутантного организма вследствие восстановления функции мутантного гена нередко происходит не за счет истинной реверсии, а вследствие мутации в другой части того же самого гена или даже другого неаллельного гена. В этом случае возвратную мутацию называют супрессорной. Генетические механизмы, благодаря которым происходит супрессия мутантного фенотипа, весьма разнообразны.

Почковые мутации - стойкие внезапно возникшие генетические изменения в отдельных почках растений. При вегетативном размножении сохраняются. Многие сорта культурных растений являются почковыми мутациями.

Существует целый ряд отличий в строении и функциях органов тела, которые определяют принадлежность всех организмов к тому или иному полу. Первичные и помогают отличить мужчину от женщины и самку от самца, несмотря на то что они определяются одинаковыми генами, которые под влиянием специальных гормонов могут себя проявлять в большей или меньшей степени. Недоразвитие или патологические изменения в яичниках, как правило, существенно ослабляют действие что приводит к проявлению вторичных признаков у мужчин. Организм последних,

в свою очередь, также может проявить неприсущие ему изменения, и причиной этого часто становится подавление нормального функционирования семенников. Отсюда можно сделать вывод, что первичный половой признак включает орган, который отвечает за оплодотворение и развитие плода. в организме является одной из самых важных, поэтому ее здоровье должно поддерживаться как можно дольше.

Половой член, предстательная железа и яички у мужчин.

Влагалище, матка и яичники у женщин.

Вторичные же признаки полового развития наблюдаются как у женщин, так и у мужчин, однако проявляются в различной степени.

Признаки вторичного полового созревания

Оволосение у мужчин проявляется в области лица, на животе, груди, спине, нижних и верхних конечностях, а также в районе лобка. У женщин такое явление в умеренных количествах наблюдается под мышками, в области бикини и на ногах. Кроме этого, есть отличия в скелете и мускулатуре: у мужчин грудная клетка и плечи шире, конечности длиннее, таз уже, а мышечная и костная масса больше. Подкожная же клетчатка более развита в области живота, в то время как у женщин она локализуется на бедрах и ягодицах. мужчин толще, голос грубее, а кадык заостренней. Молочные железы, как правило, не развиты и не способны выделять грудное молоко для вскармливания потомства. Если первичные половые признаки характеризуются определенным строением, то вторичные могут иметь некоторые отличия у представителей одного и того же пола.

Особенности развития половых признаков

Половое развитие у женщин и мужчин происходит в различное время: яйцеклетки, например, формируются ещё в развития, однако расти они начинают только в возрасте 8-12 лет. Мужские же сперматозоиды вырабатываются

яичками намного позже, примерно после 13 лет. Первичные половые признаки, наряду со вторичными, формируются в результате воздействия определенных гормонов: у женщин это которые подготавливают организм к беременности, а у мужчин - тестостерон.

Бывают случаи, когда у одной особи могут присутствовать и женские, и мужские железы одновременно. Такое явление называется гермафродитизмом и возникает по причине аномального развития репродуктивной системы. Если первичные половые признаки проявляются рано, то вторичные формируются на протяжении роста организма. В конце концов, особь достигает биологической зрелости, в том числе и половой, которая наступает после завершения физиологического и морфологического развития. С этого момента организм способен к воспроизведению здорового полноценного потомства.