haplodiploidi

Haplodiploidi er vanlig hos insektsordenen årevinger og er funnet hos flere biller, midder, trips, nebbmunner, spretthaler, tovinger og lus. Omtrent 20 prosent av alle dyr formerer seg ved å bruke haplodiploidi.

Haplodiploidi spiller en stor rolle hos sosiale insekter. I en insektkoloni med én dronning (hunn) som har paret seg med én drone (hann) vil haplodiploidi resultere i at arbeiderne (hunner) deler 75 prosent av sitt genmateriale (genom), i motsetning til 50 prosent som er vanlig for søsken i kjønnet formering.

Det nære slektskapet kommer av at dronningens to kromosompar gjennomgår rekombinasjon og hun viderefører slik genomet fra sin mor og far, mens dronens ene kromosomsett ikke blir rekombinert og hele genomet videreføres. Denne mekanismen for å bestemme kjønn fører til at en sønn aldri kan ha en far, siden hanner skapes av hunner alene, og at en far aldri kan produsere en sønn, men han kan bli bestefar og har en bestefar.

Kjønn blir hos de fleste diploide organismer med to kjønn bestemt av to typer kjønnskromosomer. To like kjønnskromosomer hos disse organismene gir ett kjønn mens to ulike gir ett annet kjønn. Hos majoriteten av organismer med haplodiploidi blir ikke kjønnet bestemt av ulike kromosomer. Kjønnet blir bestemt av en region av gener på en spesiell plass på kromosomet som kalles sex determination locus (SDL).

Dersom egget hos en haplodiploid organisme er diploid og ulikt i SDL er det heterozygot og vil utvikle seg til en hunn. Dersom egget er haploid er det kun ett eksemplar av SDL og er dermed hemizygot og det vil utvikle seg til en hann. Dersom egget er diploid, og likt i SDL er det homozygot og vil utvikle seg til en diploid hann. Diploide hanner dannes ofte ved innavl og de er enten ufruktbare eller de gir opphav til triploide, sterile avkom. Hos honningbier blir disse diploide hannene spist av arbeidere kort tid etter de er klekket.

Oppdagelsen av komplementær kjønnsbestemmelsesmekanisme skjedde i 1845, 50 år før kjønnskromosomer var oppdaget, da den katolske presten Johan Dzierzon undersøkte jomfrudronninger hos honningbier. Dzierzon fant at jomfrudronninger produserte hanner og konkluderte med at hanner kom fra ubefruktede egg, og hunner fra befruktede egg. I 2003 fant forskere, deriblant den norske forskeren Stig W. Omholt fra NMBU, at et gen kalt complementary sex determiner (csd). Csd ligger i den genomiske regionen SDL og er alltid heterozygot hos hunner, hemizygot hos haploide hanner og homozygot hos diploide hanner. I 2008 fant forskere at et annet gen kalt "feminizer" også er med på å bestemme kjønnet til haplodiploide organismer. Disse to genene er med på å bestemme utviklingen hos hunner, men påvirker ikke utviklingen hos hanner.

En annen mekanisme som også hører inn under begrepet haplodiploidi er «paternal genome elimination». I denne situasjonen blir hanner produsert som et resultat av kjønnet formering, og er således diploide med to sett kromosomer fra mor og far. Fars genom er tilstede i sønnen, men kommer ikke til uttrykk fordi det blir fjernet fra kimbanen ved hjelp av genomisk preging. Sønnen uttrykker den halvparten av sitt genom som er arvet fra mor, og kan ikke videreføre fars genom, bare mors genom, til sitt avkom.

• sosiale insekter
• haploid
• diploid
• kjønnskromosomer