ثنائية الشكل الجنسي

أميرة أومري

أسباب ثنائية الشكل الجنسي

التأثيرات الهرمونية في ثنائية الشكل الجنسي

ثنائية الشكل الجنسي sexual dimorphism، خاصة تتوضح بشكل خاص عند الكائنات الحية الحيوانية، هي الحالة التي يُظهِر فيها الجنسان، بمعنى الذكر والأنثى sexes من النوع   specis نفسه، خصائص مختلفة تتجاوز الاختلافات في الأعضاء التناسلية. إنها الفروق النظامية في الشكل بين أفراد الجنسين sexes من أفراد النوع نفسه. إنها تشمل الحجم واللون وشكل العظام ووجود أجزاء من الجسم المستخدمة في عروض المغازلة أو المصارعة أو غيابها، مثل الريش والقرون والأنياب، كما تشمل أيضاً الاختلافات السلوكية، ففي جميع الحيوانات التي تتكاثر جنسياً هناك فروق أساسية في الأعضاء التناسلية. وتعد معظم هذه السلوكيات جزء من الذخيرة التكاثرية reproductive repertoire. علماً أن هناك أنواعاً أحادية الشكل الجنسية sexuyally monomorphic species تبدو متطابقة  تقريباً باستثناء أعضائها التناسلية حيث أن كلتا المجموعتين من الأعضاء موجودة فيها كما في الأنواع الخنثى hermaphrodites.

أسباب ثنائية الشكل الجنسي

تُعَدُّ ثنائية الشكل الجنسي نتاجاً للتطور evolution، إذ هناك العديد من الفوائد والأضرار تسببها ثنائية الشكل الجنسي. لقد تطورت كل الأنواع لتعزيز هذه الصفات أو الحد منها.

من بين العوامل التي تدفع ثنائية الشكلية الجنسية عادةً في التطور هو انتقاء الجنس sexual selection في هذا النموذج، بمعنى أن انتقاء الجنس يؤدي للتفاعل بين الجنسين الباحثَين عن انتقاء الشريك الآخر إلى اختلافات في الذكور والإناث. على سبيل المثال، تبحث الإناث عن شريك مناسب من الذكور الكبيرة الحجم كتأكيد لنجاحه، ومع مرور الوقت يميل الذكور إلى أن يصبحوا أكبر حجماً، الأمر الذي يعد إشارة للإناث التي تُعَد أكثر نجاحاً في الحصول على الشريك الآخر للتزاوج. تجدر الإشارة إلى أن ذلك ليس عملية نشطة من جانب الذكور، ولكن هي نتيجة لأن هذا الفرد أكبر الذكور التي لديها ذرية أكثر من الذكور الأصغر حجماً وهي تملك ذرية أقل، وبالتالي لديها مساهمة أقل في الجيل التالي. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن مشاهدة هذا النوع من الانتقاء الجنسي القائم على الحجم في العديد من الحيوانات.

يعد الحجم أيضاً صفة انتقاء جنسي بشكل شائع لعدة أسباب، كما لا يقتصر الأمر على الإناث في انتقاء ذكور قادرة على البقاء بل أيضاً ذكور قادرة على القتال أو المصارعة. فالعديد من الذكور التي تتنافس مع أقرانها من الذكور الآخرى، سوف تطور مستويات عالية من ثنائية الشكل الجنسي، إذا لم يتم رؤيتها مباشرة في أحجامها، فغالباً ما يمكن رؤيتها في لواحقها الأخرى مثل القرون horns أو الزوائد المتضخمة enlarged appendages المستخدمة في القتال.

تمثل القرون الكبيرة للأغنام sheeps واللوامس الضخمة للسرطانات crabs واحداً من هذه الضخامات الناجمة أيضاً عن التطور، يستَخدِمها الحيوان في القتال من أجل شريكه الآخر، وبالتالي فإن الحجم لا يمكن اعتباره بعيدأ عن الصفة المُحَدِّدَة للقتال. كما يشمل ذلك الصفاتَ الأخرى، كاللون والمؤشرات البصرية visual indication، للنجاح.

كما يمتاز ذَكَر الأسد بِلبدةmane  كثيفة لا تمتلكها الأنثى عادة، الأمر الذي، لذلك، لا تجعله أكبر حجماً ولا يحميه من الأسود الأخرى في القتال، ومع ذلك فإن لبدةً كبيرةُ، ببساطة، تبدو أنها بنية تطورت لتكون نمطَ انتقاءٍ جنسيٍ يمثل صفةً تساهم في ثُنائيةَ شكلٍ جنسية، وتختار الأنثى الذكر ذو اللبدة الداكنة السميكة (الشكل 1).

غالباً ما تكون الطيور مثالاً واضحاً على ثنائية الشكل الجنسي، إذ تمتلك الذكور والإناث رياشاً وعلامات مختلفة بشكل واضح، في حين تكون أجسامها عادةً بالحجم نفسه. كما تكون الذكور، غالباً، ملونة بألوان زاهية مع ريش مزخرف طويل أو ثقيل، مثل الطاووس peacock في رياش ذيله الذي ينشره ليكون مثل شاشة عرضٍ كبيرة،  ويكون سبباً في نجاحه ومهم لجذب الأنثى ذات المظهر الهادئ الممل، وبالتالي يعد مفيداً للغاية بصورة تفوق عواقبه (الشكل 2).

الشكل (2).

هناك أمثلة أخرى حول ذلك، منها طيور الفردوس (الجنة) birds of paradise ، وهي فصيلة كاملة من أنواع عديدة مختلفة تم العثور عليها في جنوب شرقي أسيا، من أندونيسيا حتى أستراليا، لكن جميعها تقريباً تتمتع بأشكال متطورة للغاية من ثنائية الشكل الجنسي ( الشكل 3).

أ - ذكر طيور الفردوس  ب – أنثى طيور الفردوس. الشكل (3).

وغالباً ما تكون الإناث بالحجم نفسه، ولكن لا تحوي تلويناً خاصاً، إذ إن لكل نوع نمط فريد ومعقد. بالإضافة إلى ذلك فإن العديد من الأنواع لها طقوس غَزَلٍ يحاول الذكر من خلالها إغواء الأنثى بنمطه. كما يُعَدّ التلوين الساطع أو الفاقع بمثابة بُعدٍ مٌميتٍ للحيوانات المفترسة، ولكنه يُعَدُّ أيضاً الطريقة الوحيدة لجذب الإناث. هذا النمط من الانتقاء الجنسي يمثل نظرية واحدة تسمى نظرية أبناء مثيرة sexy sons، في هذه النظرية تحاول الإناث انتقاء الذكور التي ستعطي ذرية ستكون أكثر جاذبية للجيل القادم من الإناث، بمعنى آخر تريد الأم أن يكون ابنها قادراً على جذب شريكته، وبالتالي فإنها تختار الذكر الأكثر سطوعاً والأكثر براقةً أو لمعاناً ولديه أفضل الأنماط التي تُساهِم في إنتاج ذرية أكثر للجيل القادم. إن قوة هذا النوع من الانتقاء الجنسي يمكن أن تُحَوِّل أنواعاً مماثلة في وقت قصير جداً. نُذَكِّر أن فصيلة طيور الفردوس تضم نحو 42 نوعاً مختلفاً ظهرت على مدار 24 مليون سنة فقط من سلف مشترك، وكان لكل الأنواع نمط فريد ومختلف يدفع إلى مزيد من الانفصال عن المجموعات الآخرى (الشكل 4).

الشكل (4) بعض الأنواع المختلفة من طيور الفردوس.

كما يُذكَر أن لذكور طيور الكاردينال cardinal bird ريش أحمر فاقع، بينما للإناث ريش باهت (الشكل 5).

الشكل (5) طيور الكاردينال الذكر والأنثى.

وتتميز ذكور طيور التُدرُج pheasants بأنها أكبر حجماً من الإناث وذات ألوان زاهية وذيول طويلة جداً، ويعيش الواحد منها نحو 10 أشهر فقط، بينما للإناث مظهر باهت وتعيش ضعف هذه المدة، ومع ذلك فإن ألوان الذكر الزاهية وجسمه الكبير قادر على جذب شريكته، ومن ثم قادر على نقل مورثاته (جيناته) (الشكل 6).

الشكل (6).

لذلك يُعَدُّ الحجم الكبير والألوان الزاهية سبب تفضيل في الانتقاء الجنسي والتكاثر ونقل المورثات، وهو بالتالي أكثر أهمية من أجل البقاء على قيد الحياة لفترة طويلة. إن هذا يعني أن الكائنات الحية القادرة على البقاء من دون أن تتكاثر لا تستطيع نقل مورثاتها إلى الجيل التالي، ومن ثم ليس لها أي تأثير في تطور النوع.

مثال آخر عن حالة ثنائية الشكل الجنسي هو ذكر بط الماندرين mandarin ducks الذي يتميز بريشه الملون الجميل الزاهي ذو القمة الواضحة ( الشكل 7).

الشكل (7) الفرق الكبير بين ذكر بط الماندرين ذو الألوان الزاهية وأنثاه ذات اللون الباهت.

تكون الأنثى أكبر من الذكر في أنواع قليلة مثل الطيور الجارحة birds of prey والبوم owls، يشار إلى هذا الاختلاف على أنه ثنائية شكل جنسي عكسي (الشكل 8)، إذ إن الأنثى هي التي تتمتع بجسم كبير وهي أكثر قدرة على اصطياد الفريسة لإطعام صغارها، وكذلك القيام بِصَدِّ الحيوانات المفترسة والدفاع عن العش، مما يسمح لها الحفاظ على البقاء على قيد الحياة والتكاثر بشكل أفضل. كذلك الأمر عند العناكب spiders حيث الأنثى أكبر حجماً من الذكر.

الشكل (8) ذكر البوم وأنثاه الأكبر حجماً.

كما يوجد اللون البرتقالي في مقدمة أجنحة  ذكور الفراشة البرتقالية الجناح، الأمر الذي يضاف إلى مفهوم ثنائية الشكل الجنسي، بينما الأناث لا تحمل هذا اللون (الشكل 9).

الشكل (9) اللون البرتقالي في جناح ذكور الفراشة البرتقالية الجناح.

تختلف ثنائية الشكل الجنسي اختلافاً كبيراً بين فصائل الزواحف reptiles مع العديد من الأمثلة. في السلاحف turtles تتمثل ثنائية الشكل الجنسي في حجم الجسم ولونه، ويُعَدّ ذلك أمراً شائعاً في بعض الأنواع. فالذكور هي الأكبر من الإناث في معظم السلاحف الأرضية، كما أن قتال الذكور صفة شائعة عند هذه الأنواع، مما يشير إلى الانتقاء الجنسي، الأمر الذي يقود إلى تطور حجم الجسم الكبير عند الذكور، بينما الذكور في معظم انواع السلاحف المائية هي الأصغر حجماً من الإناث، وعندئذ يجب على الذكور البحث عن الإناث وتحديد مواقعها من أجل إثبات قدرته على التكاثر في بيئة مائية مناسبة، وبالتالي فإن زيادة حجم جسم الذكور من المرجح أن تقلل من قدرتها على الوصول إلى الإناث والظفر بها بنجاح من أجل الجنس، وذلك اعتماداً على انتقاء الذكور لإناث كبيرة الحجم من أجل إعطاء بيض كبير الحجم، إذ إن حجم البيوض يتناسب مع حجم الجسم، والانتقاء الجنسي يساهم في النضج الجنسي عند الذكور، بأن تصل لحالة النضج الجنسي ولو بقيت صغيرة في حجومها حتى تتمكن من التزاوج سريعاً، وهذا يؤدي إلى الوصول السريع للحجم الكبير عند الإناث  للنضج السريع ولردع الافتراس أيضاً .

مثال آخر هو السلاحف الصندوقية المزخرفة ornate box turtle، هي سلاحف لها تمفصلات على قوقعتها أو قشرتها تسمح لها بتطويق نفسها بالكامل داخل أصدافها. تعيش هذه السلاحف في سهول عدة ولايات من الولايات المتحدة الأمريكية، وهي أنواع ثنائية الشكل الجنسي ولكن فقط بالنسبة للعين المتدربة. يتمتع كلا الجنسين بعلامات متشابهة على قشرتهما، ومع ذلك فإن الذكور لديها العديد من الصفات تختلف فيها عن الإناث، فالذكور لديها عيون حمراء، في حين الإناث لديها عيون بنية (الشكل 10).

الشكل(10) عين حمراء لذكر السلحفاة وعين بنية لأنثاه.

قد لاتكون لهذه الصفة فائدة حقيقية، لكن الإناث يجذبها ذلك، وقد يكون لها فوائد أخرى لم يدركها العلماء بعد. في حين أن كلا الجنسين متساويان لحد ما في الحجم، إلا أنهما ليسا بالشكل نفسه، وهذا لسبب وجيه جداً: الجنس السلاحف turtle sex (الشكل 11).

الشكل(11) ذكر السلحفاة وأنثاه.

التزاوج عند جنس السلاحف هو أصعب بكثير من معظم أشكال التزاوج، بسبب القشرة التي تعمل كثيراً لحماية السلحفاة من الحيوانات المفترسة، ولكنها عائق كبير للسلاحف الذكور، وهذا هو أيضاً ثنائية شكل جنسي. لدى السلحفاة الذكر تقعر فريد على الوجه السفلي من قشرته بدلاً من أن يكون مسطحاً مثل أنثاه، وذلك لكي يسمح له بالانزلاق على ظهر الأنثى كي يلائم منحنى قشرتها ويُمَكٍّنٌهما التوازن. كما أن للذكر ذيل أطول بكثير من ذيل الأنثى حيث فيه عضو الأقتران، مما يسمح له أيضاً بوضعه تحت الأنثى ليحصل التزاوج بنجاح  (الشكل 12).

الشكل (12) الوجه السفلي للسلحفاة الذكر ويظهر التقعر الفريد بينما هو مسطح عند الأنثى.

وبالتالي فإن ثنائية الشكل الجنسي لا ينتج عند السلاحف إلا عن الانتقاء الجنسي وأكثر من اللازم لنجاح التطور.

يبدو أن التفاعلات العدوانية بين السحالي lizards تؤدي إلى ثنائية الشكل الجنسي المتحيّز للذكور بِغَضّ النظر عما إذا كانت السحالي إقليمية، إضافةً إلى بلوغ الذكور حجماً أكبر بسبب الانتقاء الجنسي، لكن غالباً ما تكون للذكور رؤوس أكبر أو زينة أكبر (الشكل 13).

الشكل (13) الرأس وزينته عند ذكر السحالي بخلاف أنثاه.

في الأنواع الإقليمية مثل جنس anolis، من العظايا الأمريكية الشدرية الطباع، يرتبط نجاح الذكور في تكاثرها عادةً بعدد الإناث داخل إقليمه أو عدد مجموعاته (الشكل 14).

أ- الذكر،  ب- الأنثى في anolis. الشكل (14).

في الأنواع غير الاقليمية من العظايا، مثل amevia، تكون مجموعات الذكور كبيرة وتتداخل مع العديد من الإناث، وتحكم الذكور الإناث لفترات طويلة وتحميها من تقدم الذكور الآخرين. وفي كلا الأنواع الإقليمية وغير الإقليمية، يتم، عادةً، تحديد نجاح التكاثر للذكور بحسب الحجم، فالذكور الأكبر حجماً هي صاحبة الأراضي وهي الناضجة في الأنواع الإقليمية أو الناجحة في حماية الإناث في الأنواع غير الإقليمية. وفي كلتا الحالتين، يفوز الذكر الأكبر عند المواجهات العدائية، ويسمح هذا التفضيل للذكور الكبيرة للإناث باستمرار البحث عن الطعام خلال فترة التكاثر لأن وجود الذكر الكبير يقلل من مضايقة الإناث من قبل الذكور الأصغر، ولهذا تتجنب الذكور الصغيرة الِلّقاءات مع الذكور الأكبر حجماً بسبب ضعف احتمال فوز صغار الحجم، وبالتالي تحكم الذكور الصغيرة الإناث فقط بغياب الذكور الكبيرة، مما يؤجل السلوك الناجح حتى يصبح الذكر أكبر حجماً ويزداد احتمال نجاح  التكاثر.

في العديد من الضفادع ترتبط الخصوبة المتزايدة بحجم الإناث الكبير، ولكن لماذا تحقق الذكور النجاح مع الإناث بالحجم نفسه؟ هذا أمر غير معروف، لكن أحد التفسيرات هو أن الذكور لديها مطالب حيوية أخرى مرتبطة بالتربية breeding ويجب على الذكور دعوة الشريك الآخر أو مناداته لجذبه من أجل السيطرة على الأرض والتنافس مع الذكور الأخرى .

 تشير الدراسات الحديثة إلى أن الإناث تفضل الذكور التي لديها معدلات اتصال عالية أو مكالمات أطول أو أكثر تعقيداً، وكلا العاملين يحتاج لبذل طاقة عالية وبالتالي الاتصال وهو المهم في الانتقاء الجنسي كونه يتطلب طاقة عالية أكثر من أي نشاط آخر للذكر المعني. وقد يكون للذكور وقت أقل في التغذي، مما يؤدي إلى نمو أبطأ، وفي النهاية الحصول على حجم أصغر (الشكل 15).

الشكل (15) ملاحظة حجم الأنثى الكبير قياساً لحجم الذكر.

إضافةً إلى ذلك، غالباً ما يتم أيضاً التعبير عن ثنائية الشكل الجنسي في الضفادع، غير الحجم، بالصفات الشكلية (المورفولوجية)، مثال ذلك ذكر الضفادع Leptodactylus الذي له ساعدين ضخمتين مقارنة بساعدي الأنثى (الشكل 16).

الشكل (16) ظهور ثنائية الشكل الجنسي في حجم الساعدين عند ذكر ضفدع Leptodactylus.

وأحد أفضل الأمثلة في بعض أنواع الثدييات للذكور يتمثل بالحجمٍ الأكبر من حجم الإناث هو الماندريل  mandrill الذي يعد أكثر أنواع الثدييات التي تتصف بثنائية الشكل الجنسي بسبب الانتقاء الجنسي إذ إن أول ما يلفت النظر، عند فحص الذكور والإناث عند هذا الحيوان، هو اللون الأكثر حيوية عند الذكور في وجوهها ومؤخراتها، إضافة إلى فرق الحجم بين الجنسين الذي يتمثل بحجم الذكر الأضخم (الشكل 17).

الشكل (17) ذكر الماندريل الأكبر حجماً من أنثاه كما يظهر على وجهه تلويناً أكثر حيويةً.

أما فيما يخص البشر فلديهم درجة منخفضة من ثنائية الشكل الجنسي، لكن صفاتها ظاهرة بوضوح مثل الثدي الذي تطور بشكل أكبر عند الأنثى لتأمين الرضاعة للأولاد. وهناك بعض المجالات الأخرى التي يظهر فيها الاختلاف بين الرجال والنساء خاصة شعر الجسم والهيكل العظمي، حيث يميل الرجال إلى امتلاك المزيد من شعر الجسم وضيق الحوض، لأن الحوض عند الرجل مصمم لدعم الجسم الثقيل مع بنية العضلات الأقوى، بينما يخدم الحوض عند المرأة غرض الإنجاب وتسهيل الولادة (الشكل 18).

الشكل (18) اختلاف االحوضين الذكري والأنثوي في البشر.

التأثيرات الهرمونية في ثنائية الشكل الجنسي

إن تنامي ثنائية الشكل الجنسي في الجهاز العصبي المركزي هو، في نهاية المطاف، نتيجة فعالية النمط الوراثي الجنسي genotypic sex، إذ يُحَدِّد النمط الوراثي genotype عادةً النمط الظاهري phenotype للغدد التناسليةgonads ، المسؤولة عن إنتاج معظم الهرمونات الجنسية. ونظراً لأن الغدد التناسلية هي ثنائية الشكل الجنسي فإن إنتاج الهرمونات الجنسية يكون في أثناء التنامي في حد ذاته ثنائي الشكل الجنسي، إذ تُنتِج الخصى أندروجينات androgens (منشطات الذكورة) وتُنتِج المبايض إستروجينات estrogens. ويؤدي اختلاف الهرمونات المنتشرة إلى مجموعة مختلفة من الآثار التفضيلية على تنامي الأفراد الإناث (XX) والذكور (XY)، بما في ذلك المظهر الجسدي والاستجابة للعلاجات الدوائية والتعرض لأمراض معينة وتنامي الدماغ.

إن الطريقة التي يَحفِز الإستروجين بها العوامل التي تؤدي إلى التمايز الجنسي للإناث والذكور وظهور  ثنائية الشكل الجنسي هو طريقة الارتباط بمستقبِلات الاستروجين، يتمثل بالمستَقْبِلات receptors وهي عوامل النسخ التي تم تنشيطها بربطها بالإستروجين، والتي تؤثر في نسخ المورثات (الجينات) وبالتالي تنامي مجموعة من الأهداف بما في ذلك الدارات العصبية ثنائية الشكل الجنسي sexual dimorphic neural circuits.