2 sept. Diploida drönare – könsbestäming av bin

Short english summary: Most beekeepers know that drones are haploid copies of the queen but fewer knows that there is a thing called diploid drones. Bees does not have X and Y chromosomes to determine the sex but instead one gene on the chrmosomes, Loci, that determines the sex. Honey bees have about 20 different versions, called alleles and the rule is that when 2 different alleles are mixed we get a female worker bee but if same types of alleles are mixed we get a diploid drone which the bees remove. This is natures protection against in breed and if the queen would mate with only one drone 50% would then be diploid drones and the colony is lost. Normal is to have about 5% holes in a comb (based on the 20 sets of alleles) and if we see many holes it is a sign of inbreeding.

Jag har alltid undrat varför det ofta finns hål lite här och där i en yngelkaka och den enda förklaring jag hört var att bina lämnade luckor så de kunde värma ynglen ifall det blev kallt. Den förklaringen har aldrig känts rätt eftersom bina ofta fyller ut hålen med honung.

När vi var på Lurö och kollade in den nordiska parningsstationen så pratade Ingvar om vikten av bra genetiskt material för att undvika för många diploida drönare pga inavel. Dessa diploida drönare är inte särskilt fertila och rensas därför ut och så uppstår dessa hål, oerhört spännande så vi beslöt oss för att undersöka detta lite närmare.

För oss människor bestäms könet av X och Y kromosomer där XX ger damer och XY ger herrar men för bina sker könsbestämningen efter en helt annan princip. Könet bestäms av en serie multipla alleler, av vilka det finns ganska många (ca 20), belägna i ett locus på könskromosomen. De kan betecknas x1, x2, x3, x4 osv. Om den sädescell som befruktar äggcellen har en annan könsallel än denna har, blir individen honlig. Hon är alltså heterozygot beträffande könsallelerna, och har arvsuppsättningen x1x2 eller x1x6 eller x2x3 osv.
Har däremot den befruktande sädescellen samma könsgen som äggcellen, blir den nya individen homozygot (x1x1, x2x2 osv). Den individen skulle utvecklats till en diploid drönare men i praktiken sker inte detta eftersom bina strax efter äggets kläckning äter upp den unga larven (1).

Om en drottning paras med endast en drönare och dennes könsallel är densamma som en av drottningens båda, kommer hälften av den diploida avkomman att vara homozygot med avseende på denna allel, dvs diploida drönare (2). Den andra hälften blir heterozygoter dvs normala honbin. Hälften av ynglet rensas alltså ut, och samhället kan få svårt att klara sig. När drottningen paras med flera drönare minskas denna risk så i och med detta har bina ett inbyggt filter mot inavel.
I ett samhälle med bra parad drottning och optimal spridning av drönarna kommer ungefär 5% av äggen i snitt att vara diploida drönare och rensas bort och ett hål uppstår. Skulle man hitta kakor med massor av hål betyder det att det finns för få obesläktade samhällen inom parningsområdet.

Den nyfikne kanske undrar ifall de diploida drönarna teoretiskt skulle kunna överleva och visst kan de det. I labmiljö har man fött upp sådana drönare och det visar sig att naturen som vanligt har rätt. Dessa drönare är mindre fertila (3) och skulle således inte bidra till bisamhällets överlevnad utan istället dra resurser (i form av honung). Därför har bina utvecklat ett sätt att detektera dem (4) så de kan avlägsnas i ett tidigt stadium och kosta minimalt med resurser.

1. Woyke J. (1963) What happens to diploid drone larvae in a honeybee colony. J. Apic. Res. 2:73-75.2.
2. Adams J., Rothman E.D., Kerr W.E., Paulino Z.L. (1977) Estimation of the number of sex alleles and queen matings from diploid male frequencies in a population of Apis mellifera. Genetics 86:583-596.
3. Woyke J. (1973) Reproductive organs of haploid and diploid drone honeybees. J. Apic. Res. 12:35-51.
4. Woyke J. (1967) Diploid drone substance–cannibalism substance., Proc. XXI Int. Beekeeping Congr., Maryland, pp. 471–472.