Ivart meghatározó haploid-diploid rendszer

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Az ivart meghatározó haploid-diploid rendszer a hártyásszárnyúak (Hymenoptera) rendjébe tartozó ízeltlábúaknál, mint például a méheknél, darazsaknál és hangyáknál, valamint a bogarak (Coleoptera) közül az igazi szúk (Scolytinae) alcsaládjában fordul elő. Itt a megtermékenyítetlen petékből haploid egyedek fejlődnek, ezek a hímek (herék). A diploid egyedek általában nőstények, vagy steril hímek. Így, ha a méhkirálynőt megtermékenyíti egy here, nőstény utódainak génállománya 75%-ban egyezik meg, nem 50%-ban, mint az XY és ZW rendszereknél. Ezt a tényt fontosnak tekintik az euszociális (államalkotó) rovarok kifejlődésénél, mivel növeli a rokonszelekció (kin selection) fontosságát.

Több modellt is felállítottak a rendszer magyarázatára. A széleskörűen elfogadott modell az ún. „kiegészítő allél modell” (complementary allele model). A modell szerint az egy bizonyos allélre nézve heterozigóta egyedek nőstényekké fejlődnek, a homozigóta és hemizigóta (kettő helyett egy allél-példányt tartalmazó) egyedek pedig hímekké. Más szóval, a megtermékenyített petékből diploid génkészletű utódok fejlődnek, amik nőstények lesznek, a megtermékenyítetlen petékből pedig haploid és hím utódok fejlődnek. A diploid hímek terméketlenek, mivel spermájuk nem ment át meiózison, így utódaik triploid génkészletűek lennének.

Párzás után a termékeny hártásszárnyú nőstény a spermát egy belső spermatartó zsákban (spermatheca) tárolja. A tárolt sperma kibocsátását szabályozni képes: ha kibocsát belőle, amikor egy pete áthalad a petevezetéken, a pete megtermékenyül.[1]

A háziméhek ivarának meghatározása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A háziméh (Apis mellifera) esetében a herék teljes egészében a méhkirálynőből (az anyjukból) származnak. A királynőnek 32 kromoszómája van, a heréknek 16. A herék genetikailag azonos spermát termelnek. A hímek nem járulnak hozzá a hímek örökítő anyagához, így a heréknek nincsen apjuk és nem lehetnek hím utódai sem. A nőstény (dolgozó) méhek örökítő anyaga felerészt az anyától, felerészt az apától származik.[2] Így, ha a méhkirálynő párzik valamelyik herével, bármelyik két nőstény utód génjei átlagosan 3/4-részt egyeznek meg. Nőstény utód esetében a diploid királynő genomja rekombinálódik, de a haploid apai genom „egy az egyben” tovább adódik.

Bár a dolgozók képesek megtermékenyítetlen petéket lerakni, amikből herék fejlődhetnek, a haploid-diploid rendszer inkább az indirekt szelekció útján előnyös az egyed számára: a dolgozók a méhkirálynő nőstény utódainak közelebbi rokonai (testvérei) mint a dolgozók hím utódainak (unokatestvérei). Így a királynő utódainak túlélése ugyanazoknak a géneknek a terjedését segíti elő, mint amikkel a dolgozó is rendelkezik.[3] Tehát a nővérek közötti segítő viselkedés növeli az altruista egyed inkluzív fitneszét. A hímek, melyek nem annyira közel rokonok egymáshoz, csak átlagosan 25%-ban egyeznek meg az alléljeik nőtestvéreikével. Ebből is adódhat, hogy a hímek nem mutatnak együttműködő interakciókat bármelyik nemű testvéreikkel.

Mivel a dolgozó méhek rövid életűek, és állandóan cserélődnek, a rokonszelekció stratégiája valószínűleg elengedhetetlen a raj működésének fenntartása szempontjából. Azonban, mivel a királynők tucatnyi hímmel is pározhatnak, a dolgozók nem feltételenül mind édes testvérek. A sperma párzás utáni tárolása, és későbbi felhasználása miatt az egy „költésbe” tartozók közelebbi rokonságban lehetnek egymással, mint a később kikelt méhekkel.

A megegyező gének aránya a haploid-diploid rendszer viszonylatában

Nem Lány Fiú Anya Apa Lánytestvér Fiútestvér Unokatestvér
Nőstény 1/2 1/2 1/2 1/2 3/4 1/4 3/8
Hím 1 0 1 0 1/2 1/2 1/4

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. van Wilgenburg, Ellen; Driessen, Gerard & Beukeboom, Leo W. Single locus complementary sex determination in Hymenoptera: an "unintelligent" design? Frontiers in Zoology 2006, 3:1
  2. Sinervo, Barry Kin Selection and Haplodiploidy in Social Hymenoptera 1997
  3. Foster, Kevin R.; Ratnieks, Francis L. W. The Effect of Sex-Allocation Biasing on the Evolution of Worker Policing in Hymenopteran Societies The American Naturalist, volume 158 (2001), pages 615–623

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]