性決定
「雌雄同体・雌雄異体双方を含め、雌雄の機能に対して、どのように資源を分けるのが生物にとって最も有利であるか」を理解するための理論として、性配分(en:Sex allocation)理論が進化生物学者エリック・チャーノフによって提示されている。この理論では、「雌と雄がどのように生殖に関わるか。隣接的雌雄同体では生涯のどの時点で性転換するか。同時的雌雄同体では雌雄の生殖機能への資源配分がどのようであるか」といった子供が採る繁殖戦略を反映して、親が子供を生み育てる戦略が定まると考える。性配分理論は環境条件に対する生態学的分析と進化結果とが比較的良く一致しており、進化生態学で実績を挙げた領域の一つである。
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。
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)。
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。
性決定(せいけってい、英語: sex determination)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。
TSD以外の環境性決定としては、ユムシ動物ボネリムシの性決定様式が取り上げられることが多い。この生物は、浮遊性の幼生が海底に定着して成熟を迎える。その際に、個体が単独で定着した場合は雌となり、先に定着している雌に接触した場合は雄(矮雄)となって雌に寄生する。
ほかに遺伝以外の要因が性を支配する例として、バクテリアの一種ボルバキアの寄生による鱗翅目昆虫・等脚類の雄の雌性化、環形動物原環虫類Dinophilus apatrisで卵の大きさによる性決定などが知られている。