性決定（せいけってい、）とは、雌雄が別の個体である生物において個体の性別が定まること。有性生殖を行う動植物などには、雌性および雄性の生殖器官がある。同一個体で雌性・雄性の生殖器官双方を形成する雌雄同体の生物と、個体別に雌雄が定まる雌雄異体の生物がある。ここでは主に雌雄異体の生物の性決定について述べ、一部は雌雄同体の生物の性表現にも触れる。

 概要 
性決定様式を大きく分けると、遺伝によって性別が決まる遺伝性決定と、個体が置かれた環境によって性別が決まる環境性決定などの遺伝によらない性決定に分けられる（表1）。

遺伝性決定に関わる染色体を性染色体と呼び、X染色体・Y染色体・Z染色体・W染色体の4種類がある。雄ヘテロ型と呼ばれる性決定様式では、雌は相同なX染色体の対を持つ。雄はX染色体とY染色体を持つか（XY型）、あるいは対にならないX染色体のみを持ちY染色体を持たない（XO型）。このように性染色体の片方を持たないことを記号Oで示す。雌ヘテロ型と呼ばれる性決定様式では、雄が相同なZ染色体の対を持っており、雌はZ染色体とW染色体の組（ZW型）あるいは対にならないZ染色体のみ（ZO型）を持つ。また、遺伝的に性決定をするが、性染色体によらずに倍数性によって性別が異なる半倍数性決定を行う生物もある。

環境性決定あるいは環境によって性表現が異なる例としては、爬虫類の卵が孵化温度で性別が決定する温度依存性決定（温度依存性性決定）の例や、植物体の大きさで性転換をするサトイモ科テンナンショウ属植物などがある。

性決定様式は近縁の生物の間でも異なっていることがある。たとえば、日本に生息するツチガエルには、雌ヘテロ型・雄ヘテロ型・雌雄同形染色体の性決定様式を持つ地域個体群がある（図）。また、アマミトゲネズミとトクノシマトゲネズミは雌雄ともにX染色体のみをもつXOの構成であり、近縁のオキナワトゲネズミは XX/XYの性染色体構成をもつ。

+ 表1.一般的な動物および植物での性決定および性表現 雌雄異体の生物の性決定 遺伝/非遺伝 決定要素・染色体構成 動物 植物 遺伝性決定 雄ヘテロ型 XY型雄:XY, 雌:XX 大部分の哺乳類ニジマス双翅目・鞘翅目の一部 ホップアサヒロハノマンテマ XO型雄:XO, 雌:XX 一部のネズミC. elegans（XXは雌雄同体）直翅目・蜻蛉目など 変形型(XnYn, XnO) カモノハシ(XnYn)カワハギ(XnY)カマキリ(XnY) スイバ(XYn)カラハナソウ(XnYn)ホップ(XnYn) 雌ヘテロ型 ZW型雄:ZZ, 雌:ZW 鳥類, ヘビウナギ, アナゴ, カダヤシ鱗翅目 タカイチゴ（イチゴの一種） ZO型雄:ZZ, 雌:ZO 毛翅目, ミノムシ （なし） （性染色体が判別しにくいもの） ツチガエルの一部(XY,ZWの遷移型) キウイフルーツヤマイモピスタチオ 半倍数性 雄:半数体雌:二倍体 膜翅目・半翅目の一部ダニの一部輪形動物の一部 （なし） 非遺伝性決定 環境性決定 温度(TSD) ワニ・カメなど （なし） 他の個体など ボネリムシ（ユムシ動物の一種） その他 Dinophilus apatris（環形動物原環虫類） 雌雄同体の生物の性表現 変化の有無 変化要因 変化の型 動物 植物 同時的雌雄同体 -- -- 魚類の一部カタツムリミミズ 被子植物一般 性転換を行うもの（隣接的雌雄同体） 生育状態（時間経過） 雄性先熟 クマノミ, クロダイエビ類の一部 ウリハダカエデ 雌性先熟 魚類の一部等脚目の一部 周辺環境・栄養状態など -- ホンソメワケベラ等脚目の一部ゴカイ(Ophryotrocha puerilis) テンナンショウ属の一部 （注意）便宜上、雌雄同体生物の性表現についても同時に記載する。上記の分類に当てはまらない性決定・性表現の例もあり、また空欄部分は相当する動植物が皆無であるとは限らない。

 性決定様式の分類 

 遺伝性決定 
遺伝性決定("genetic sex-determination" or "genotypic sex-determination", GSD)は、染色体性決定(chromosomal sex-determination, CSD)とも呼び、通常は雌雄で異なる性染色体構成を持つ生物で観察される。しかし、遺伝性決定の生物種の中には、雌雄で性染色体の形状に見分けが付きにくい例も含まれている。この場合、その性決定に関与する染色体を、「分化初期の性染色体」とみなす例と常染色体的に取り扱う例とがある。

脊椎動物では、哺乳類がXY型、鳥類がZW型の性染色体を持ち、専ら遺伝性決定を行う。しかし両者の性染色体の相同性は低く、共通の祖先と考えられる有羊膜類（哺乳類・鳥類・爬虫類およびその祖先を含むタクソン）からそれぞれが分化したのち異なった性決定様式を作り上げてきたことが示唆される（図3）。他の脊椎動物（魚類・両生類・爬虫類）および節足動物（昆虫類など）では、遺伝性決定の雄ヘテロ型と雌ヘテロ型が混在しており、同時に遺伝によらない性決定も観察される（表1）。

一口に性染色体が関わる性決定といっても、その機構は一様ではない。哺乳類とショウジョウバエはともにXY型の遺伝性決定を行うが、前者では性染色体上の特定の遺伝子（SRY遺伝子）が片側の性だけで働くことによって性決定するのに対し、後者では両性で同じ遺伝子を持っており性染色体数/常染色体セット数の比(X/A)によって性決定がなされる。この違いは、正常個体よりX染色体が1本過剰あるいは1本不足した個体での性表現での違いを見ると明確になる（表2）。

+ 表2. ヒトとショウジョウバエの性決定様式の違い 生物 XX XY XXY X-(XO) ヒト 女 男 男 女 ショウジョウバエ 雌 雄 雌 雄

植物においても、Y染色体が雄性化に大きな作用をするヒロハノマンテマ型と、X染色体と常染色体との比率で雄・間性・雌が変化するスイバ型（表3）の性決定機構が知られている。

+ 表3. X染色体数と常染色体セット数の比率(X/A)での性決定の例 性 X/A 常染色体セット数(A) X染色体数(X) 雄 0.33 3 1 0.50 2 1 0.50 4 2 間性 0.67 3 2 0.75 4 3 0.86 7 6 雌 1.00 2 2 1.00 3 3 1.00 4 4 小野知夫「高等植物の性決定と分化」（『最近の生物学』第4巻, 1951年）37ページの表「スイバの染色体組合せと性型」、東京農工大学農学部蚕学研究室『性決定』5ページの表「キイロショウジョウバエの染色体構成と性」より作成。「キイロショウジョウバエの染色体構成と性」の元データはFrost, Goldscmidtによる。 Y染色体数は性決定に関係が無いので省略した。X/A ≧ 1.0 では雌、1.0＞ X/A ＞0.5では間性、0.5 ≧ X/Aでは雄になる。

 雄ヘテロ型 
雄ヘテロ型には、XY型、XO型のほかにX,Y染色体が複数存在するXnYn型もある。特に、性染色体を持つ植物では、倍数体化に伴って性染色体数および常染色体数の変異の幅が広く、それに対応する性決定も複雑になる。

XY型はヒトを含む哺乳類で一般的な性決定様式であり、ショウジョウバエを含む昆虫の一部でも見られる。両者の機構の違いは前述の通りである（表2）。XO型の線虫C. elegansでは、XO型個体は雄となり、XX個体は雌雄同体となる。

雄ヘテロ型生物における遺伝子量補償の機構もまた、生物種によって異なることが知られている。哺乳類では雌のX染色体の片方を不活性化し、ショウジョウバエでは雄のX染色体の発現量を2倍化し、線形動物のXX雌雄同体個体は双方のX染色体の発現量を半減させる。それぞれの遺伝子量補償の機構は異なるが、結果として雌雄（あるいは雄と雌雄同体個体）の性染色体での遺伝子の発現量を等しくしている。

 雌ヘテロ型 
雌ヘテロ型の代表例である鳥類では解析された全ての種はZW型である。鳥類のZW型の機構についてはまだ研究途上であり、複数の仮説が提示されている。鱗翅目の雌ヘテロ型には、雄ヘテロ型と同様に複数の性染色体が関与するZnWn型の性決定機構も含まれている。

 半倍数性決定 

膜翅目（アリとハチ）・半翅目（カイガラムシやコナジラミ）の一部などの昆虫、ダニ、輪形動物などに見られ、受精卵から発生する二倍体は雌になり、未受精卵から発生する半数体が雄になる性決定様式を半倍数性決定という。

半倍数性決定の機構については複数の仮説が提示されているが、セイヨウミツバチにおいては相補的性決定(CSD, complementary sex determination)という機構であることが判明した。このCSDは遺伝子座がヘテロ接合型である場合のみ雌へ分化を誘導し、ホモ接合型あるいは対立遺伝子が存在しない状態であるヘミ型である場合は雄への分化を誘導する（つまりcsd遺伝子座ホモ接合型の二倍体雄が誕生する）。しかしながら、膜翅目にはcsd遺伝子座を持たずに半倍数性決定をする種もあり、CSD機構が半倍数性決定で必ずしも共通であるわけでもない。

半数体として生まれる雄は、自分の持つ染色体を全て精子に伝えるため、同一個体の精子は全て同じ遺伝子型を持つ。雌が作る卵子は減数分裂時の組換えによって、遺伝子型に違いが生じる。この結果、この性決定様式の同腹の姉妹個体は、遺伝子が共通である期待値が75%となる。このような個体間の血縁度の高さとアリやハチの利他的行動とを結びつける仮説は、3/4仮説という名称で提唱されている。

 遺伝によらない性決定 
 + 表4.爬虫類の性決定 分類 現存種の数 温度依存性決定a 遺伝性決定b カメ類 244 47/56 12/130 ワニ類 22 8/8 0/12 ムカシトカゲ 1 0/1 1/1 ミミズトカゲ類 144 0/0 1/30 トカゲ類 37,511 17/26 123/751 ヘビ類 2,389 0/3 217/344 島田清司（1999年）『生命誌』通巻24号「雄と雌が決まる仕組み 魚から鳥，哺乳類まで」より引用改変。</small><small>表のデータはJanzenとPaukstisがまとめたもの。a)温度依存性決定する種の数/調査された種の数、b)遺伝性決定する種の数/調査された種の数。ほぼ全ての研究は独立に行われているので、同じ種でa,b 双方の研究が行われているとは限らない。

 温度依存性決定 
環境性決定(environmental sex-determination, ESD)の代表的なものとして、爬虫類で広範に見られる温度依存性決定(temperature-dependent sex-determination, TSD)がある。TSDはワニ・カメで一般的であり、逆にヘビでは観察されていない（表4）。TSDのパターンとしては、卵の孵化温度が低温で雌・高温で雄（アメリカアリゲーター）、低温高温で雌・中間温度で雄（カミツキガメ）、低温で雄・高温で雌（アカウミガメ）の3種類がある。またフトアゴヒゲトカゲでは、22-32℃では遺伝性決定であり、それ以上の温度ではTSDであることが知られている。