Kjønnsbestemmelse

Dronninger og arbeiderbier har, som de fleste levende organismer, dobbelt kromosomsett – de er diploide. Men dronene hos både bier og en del andre hanner innen ordenen Hymenoptera, har bare ett enkelt sett kromosomer – de er haploide.

Hun-bier har 32 kromosomer, droner har 16. I dronningens eggstokker blir kromosomene delt opp i to enkle kromosomtråder gjennom en prosess kalt meiose. Hvert egg får tildelt en enkel kromosomtråd, og inneholder dermed et utvalg av 50% av dronningens gener. I dronenes testikler foregår ingen meiose. Dronene har bare ett enkelt kromosomsett, og gir dette videre til sine avkom som det er. Siden, når egg og sperm møtes, forenes den enkle kromosomtråden fra dronningens egg med den enkle tråden fra dronens sædcelle, og det dannes et nytt diploid avkom.

Når dronningen legger befruktede egg, utvikler altså dette seg til nye arbeidere eller dronninger. Men når dronningen legger et ubefruktet egg, resultater dette i en drone. Dronen får alle sine gener fra dronningen, og er ikke beslektet med de droner som dronningen er paret med. Hver drone etter en dronning inneholder et tilfeldig utvalg av 50% av dronningens arveanlegg. Men hver og en av de tilnærmelsesvis 10 millioner sædceller som en drone kan gi videre, er eksakt like. Dette er grunnen til at droner ofte kalles flygende gameter (og dronens mor kan kalles for dronens avkoms far).

Hos pattedyrene er det et kromosompar som avgjør hvilket kjønn individet skal få (eks. X/Y-kromosomene hos mennesker der sammenkobling av XX gir hunnkjønn og XY gir hannkjønn). Hos biene er det ikke kromosomer, men et gen som bestemmer kjønnet. Dette genet kan være av minst 14 ulike typer (alleler). Et diploid individ har to av disse allelene representert, mens et haploid individ bare har ett allel. De to allelene som finnes hos dronninger og arbeidsbier er alltid forskjellige. De er heterozygote (ulike) for kjønnsallelet.

Men hva skjer dersom et befruktet egg tilfeldigvis mottar samme type kjønnsallel fra både mor og far? Det viser seg at dette fører til at egget utvikler seg til en diploid drone, en drone som liksom arbeidsbiene har to kromosomsett. Diploide droner er det vi kaller homozygote (like) for kjønnsallelet. I et bifolk vil ikke en diploid drone leve opp. Arbeiderne dreper dem like etter at egget har klekt, og det oppstår et karakteristisk hull i yngelleiet.

Dersom man driver et avlsarbeid som fører til innavl, blir individene mer like og det blir mindre variasjon som følge av at færre gener er representert. Innavl vil før eller senere føre til innavlsdepresjon. Hos bier viser dette seg i første rekke som hullete yngelleier som følge av større frekvens diploide droner. Bifolket svekkes pga. færre arbeiderbier.

I en avlsmessig enhet hvor man teoretisk sett har kun to kjønnsalleler representert, vil 50% av eggene som legges være homozygote for kjønnsallelet og dermed bli til ikke levedyktige droner. Til sammenligning får man kun 7% yngelbortfall dersom man har 14 kjønnsalleler til stede i populasjonen.