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Title

La determiniació del sexe en els vertebrats: canvis de paradigma i noves eines en biologia aplicada

AuthorsPiferrer, Francesc
Issue DateNov-2019
PublisherReal Academia de Ciencias y Artes de Barcelona
CitationMemorias de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona 1056: 567-627 (2019)
Abstract[EN] This memory begins by describing what sexual reproduction is, when it appeared and what evolutionary advantages it presents. Next, the main types of sexual systems (separated sexes, hermaphroditism and unisexuality) are explained, as well as the main sex determination mechanisms, focusing on the situation in vertebrates. These mechanisms have traditionally been classified as genetic and environmental. The sex-determining genes known to date are described and it is mentioned that their diversity constitutes one of the great paradoxes in developmental biology. Next, we talk about the determination of sex by environmental factors, notably temperature. The process of sexual differentiation is described, emphasizing that estrogens are of paramount importance for most vertebrates. Next, we focus on the situation in fishes, being the vertebrate group with the most diversity of sexual systems and sex determination mechanisms. Some paradigm changes are presented, which mainly include: 1) assimilating sex as one aspect of phenotypic plasticity and how epigenetics serves to study the integration of genetic and environmental information in the construction of the sexual phenotype, 2) understanding the two large types of sex determination mechanisms as variations within a continuous gradient of possibilities rather than as two mutually exclusive types, and 3) eliminating the distinction between sexual determination and differentiation, moving from a hierarchical to a network system in terms of relationships of the genes involved in the regulation of gonadal development. Next, the applications of the study of sex determination are mentioned. These include the diagnosis and understanding of the disorders of sexual development in humans, the control of the sex ratio in animal production and the effects that pollution and climate change may have or already have on the sex determination in vertebrates. Finally, as a sort of synthesis, the idea is presented that epigenetic diferent mechanisms make transitions possible, both between different sexual systems and between different mechanisms of sex determination, favoring and regulating phenotypic plasticity
[ES ] Esta memoria comienza describiendo qué es la reproducción sexual, cuando apareció y qué ventajas evolutivas presenta. A continuación, se explican los principales tipos de sistemas sexuales (sexos separados, hermafroditismo y unisexualidad), así como los principales mecanismos de determinación del sexo, centrándose en lo que sucede en los vertebrados. Estos mecanismos se han clasificado tradicionalmente como genéticos y ambientales. Se describen los genes determinantes del sexo conocidos hasta ahora y se menciona que su diversidad constituye una de las grandes paradojas dentro de la biología del desarrollo. Seguidamente, se habla de la determinación del sexo por medio de factores ambientales, notablemente, la temperatura. Se describe, después, el proceso de diferenciación sexual y como los estrógenos tienen una importancia capital en la mayoría de vertebrados. Seguidamente, se habla con un poco de detalle de la situación en los peces, al ser el grupo de vertebrados con más diversidad de sistemas sexuales y mecanismos de determinación del sexo. Se presentan unos cambios de paradigma que incluyen principalmente: 1) asimilar el sexo a una vertiente más de la plasticidad fenotípica y como la epigenética sirve para estudiar la integración de la información genética y ambiental en la construcción del fenotipo sexual, 2) entender los dos grandes tipos de mecanismos de determinación del sexo como variaciones dentro de un gradiente continuo de posibilidades más que como dos tipos mutuamente exclusivos, y 3) eliminar la distinción entre determinación y diferenciación sexual, pasando de un sistema jerárquico a uno en red en cuanto las relaciones de los genes implicados en la regulación del desarrollo gonadal. A continuación, se mencionan las aplicaciones del estudio de la determinación del sexo. Estas incluyen la diagnosis y comprensión de los trastornos del desarrollo sexual en los humanos, el control de la proporción de sexos en la producción animal y los efectos que la polución y el cambio climático pueden tener o ya tienen en la determinación del sexo en los vertebrados. Finalmente, se presenta a modo de síntesis la idea de que los mecanismos epigenéticos hacen posible las transiciones, tanto entre diferentes sistemas sexuales como entre mecanismos de determinación del sexo, propiciando y regulando la plasticidad fenotípica
[CAT] Aquesta memòria comença descrivint què és la reproducció sexual, quan va aparèixer i quins avantatges evolutius presenta. A continuació s’expliquen els principals tipus de sistemes sexuals (sexes separats, hermafroditisme i unisexualitat), així com els principals mecanismes de determinació del sexe, centrant-se en el que succeeix en els vertebrats. Aquests mecanismes s’han classificat tradicionalment com a genètics i ambientals. Es descriuen els gens determinants del sexe coneguts fins ara i es menciona que la seva diversitat constitueix una de les grans paradoxes dins de la biologia del desenvolupament. Seguidament, es parla de la determinació del sexe per mitjà de factors ambientals, notablement, la temperatura. Es descriu després el procés de diferenciació sexual i com els estrògens tenen una importància cabdal en la majoria de vertebrats. Seguidament, es parla amb una mica de detall de la situació en els peixos, ja que és el grup de vertebrats amb més diversitat de sistemes sexuals i mecanismes de determinació del sexe. Es presenten uns canvis de paradigma que inclouen principalment: 1) assimilar el sexe a un vessant més de la plasticitat fenotípica i com l’epigenètica serveix per a estudiar la integració de la informació genètica i ambiental en la construcció del fenotip sexual, 2) entendre els dos grans tipus de mecanismes de determinació del sexe com a variacions dins d’un gradient continu de possibilitats més que no pas com dos tipus mútuament exclusius, i 3) eliminar la distinció entre determinació i diferenciació sexual, passant d’un sistema jeràrquic a un en xarxa pel que fa a les relacions dels gens implicats en la regulació del des-envolupament gonadal. A continuació es mencionen les aplicacions de l’estudi de la determinació del sexe, les quals inclouen la diagnosi i comprensió dels trastorns del desenvolupament sexual en els humans, el control de la proporció de sexes en la producció animal i els efectes que la pol·lució i el canvi climàtic poden tenir o ja tenen en la determinació del sexe en els vertebrats. Finalment, es presenta a manera de síntesi la idea que els mecanismes epigenètics fan possible les transicions, tant entre diferents sistemes sexuals com entre mecanismes de determinació del sexe, propiciant i regulant la plasticitat fenotípica
DescriptionMemoria leída por Francesc Piferrer i Circuns en el acto de su recepción como académica de la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona.-- 61 pages, 15 figures, 6 tables
URIhttp://hdl.handle.net/10261/195389
Identifiersissn: 2462-3334
Appears in Collections:(ICM) Artículos
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