С древних времен сохранялись легенды об организмах, совмещающих в себе части тела разных полов — мужского и женского, их и называли гинандроморфами.
Гинандроморфы существуют, но встречаются редко, в особенности у тех видов, у которых четко выражен половой диморфизм.
Известны разные типы гинандроморфов: латеральные, передне-задние, мозаичные. При латеральном гинандроморфизме, например у дрозофилы, одна половина тела имеет признаки женского пола, а другая — мужского, причем это касается не только внешних признаков, но и воспроизводительной системы — половых органов.
Латеральный гинандроморф мухи-дрозофилы
Передне-задний гинандроморфизм характеризуется тем, что передняя часть тела несет признаки одного пола, а задняя — другого. При мозаичном гинандроморфизме большая часть тела организма имеет признаки одного пола и лишь небольшие участки — признаки другого.
При изучении гинандроморфизма установлено, что рецессивные сцепленные с полом гены у гетерозиготных особей проявляются лишь на одной стороне тела. Показан случай, когда у гинандроморфа рецессивный ген white проявился на мужской стороне тела и не проявился на женской. Каким образом это могло произойти?
Разберем следующее скрещивание. Самец дрозофилы XY, который несет в Х-хромосоме рецессивный ген w (белая окраска глаз), скрещивается с самкой XX, имеющей доминантную аллель этого гена в гомозиготном состоянии w+w+ (красные глаза). В потомстве все сыновья и дочери будут красноглазыми. Причем ген белых глаз несут только особи женского пола в гетерозиготном состоянии w+w.
В потомстве от такого скрещивания иногда обнаруживаются гинандроморфы. Появление последних связано с тем, что при первом делении дробления оплодотворенного яйца иногда в силу каких — то необычных условий одна из Х-хромосом, например, несущая ген w+, в одной из дочерних клеток (бластомеров) утрачивается. Тогда две дочерние клетки окажутся неодинаковыми в отношении Х-хромосом, одна w/w+, а вторая w.
Половина тела мухи, развившаяся из первой клетки, окажется женской и с красным глазом, а из второй разовьется половина тела с признаками мужского пола и с белым глазом, поскольку рецессивный ген w, содержащийся в единственной Х-хромосоме, будет в гемизиготном состоянии.
Итак, цитологический механизм латерального гинандроморфизма сводится к элиминации одной из Х-хромосом в какой-либо из клеток первого деления дробления зиготы, которая в норме Должна была развиться в особь женского пола. При цитологическом исследовании клеток разных половин тела нетрудно убедиться в наличии двух Х-хромосом в клетках женской половины и одной Х-хромосомы — в мужской. Если элиминация произойдет в одной из четырех клеток при втором делении дробления оплодотворенного яйца, то только четверть тела женской особи окажется с признаками мужского пола, и т. д. Чем позднее в эмбриональном развитии произойдет элиминация одной из Х-хромосом в соматической клетке, тем меньшим окажется участок мужской ткани в женской особи; появляющиеся во всех этих случаях гинандроморфы будут принадлежать к мозаичному типу. Обнаруживать таких мозаиков можно не только по признакам пола, но и по мозаичному проявлению рецессивных генов, находящихся у гомогаметного пола в гетерозиготном состоянии.
Латеральный гинандроморфизм встречается не только у насекомых, но также у кур и певчих птиц.
Кроме этого типа гинандроморфизма, который может быть назван монозиготным, известен также дизиготический гинандроморфизм. Он обнаружен у дрозофилы. Т. Морган с сотрудниками экспериментально получал гинандроморфов у самок дрозофилы, развившихся из яиц при полиспермии при следующих обстоятельствах. Иногда в яйцеклетке образуются два женских пронуклеуса, каждый из которых содержит одну Х-хромосому и гаплоидный набор аутосом. При полиспермии один женский пронуклеус может быть оплодотворен сперматозоидом, несущим Х-хромосому и набор аутосом А, а другой — сперматозоидом с Y-хромосомой (Y + А). В результате такого двойного оплодотворения при дроблении яйца в одном из бластомеров будет набор хромосом XX + 2А, а в другом — XY + 2A, что и приведет к развитию дизиготического гинандроморфа.
Гинандроморфы могут возникать также на основе двуядерных яиц, но другим путем. Так, у шелковичного червя и бабочки Abraxas, где гетерогаметным полом является женский, иногда оба ядра с Х- и Y-хромосомами после мейоза остаются в яйцеклетке. Двуядерная яйцеклетка может возникнуть и в результате партеногенеза. При полиспермии каждое женское ядро сольется со сперматозоидом, в результате чего образуются две зиготы из одной яйцеклетки. Дробление и развитие такого яйца даст гинандроморфа. У пчелы двуядерная яйцеклетка, оплодотворенная одним сперматозоидом, который сольется лишь с одним женским ядром, даст женскую диплоидную ткань и мужскую гаплоидную.