Кіріспе
Жынысты хромосомалардың санымен анықталатын биологиялық жүйе Гаплодиплоидия - жынысты анықтау жүйесі, онда аталар ұрықтандырылмаған жұмыртқалардан дамиды және гаплоидты, ал әйелдер ұрықтандырылған жұмыртқалардан дамиды және диплоидты болып табылады. Гаплодиплоидияны кейде архенотоки деп атайды. Гаплодиплоидия - бұл бөжәктердің барлық мүшелерінің жынысын анықтайды Hymenoptera (арылар, құмырсқалар және бұғылар) және Thysanoptera ('триптер'). Гаплодиплоидияның еуросоциалдық эволюцияға жол ашқаны әлі де талқылануда. Гаплодиплоидия жүйесінің тағы бір ерекшелігі - рецессивті өлімге әкелетін және зиянды аллельдер популяциядан тез жойылады, өйткені олар еркектерде автоматты түрде көрініс табады (доминирлі өлімге әкелетін және зиянды аллельдер популяциядан пайда болған сайын жойылады, өйткені олар пайда болған кез-келген адамды өлтіреді). Гаплодиплоидия X0 жынысын анықтау жүйесімен бірдей емес. Гаплодиплоидияда еркектерге әйелдерге тән хромосомалардың жартысы беріледі, оның ішінде автосомалар да бар. X0 жынысты анықтау жүйесінде еркектер мен әйелдер бірдей автосомаларды алады, бірақ жыныстық хромосомаларға келгенде әйелдер екі X хромосома алады, ал еркектер бір ғана X хромосома алады.
Haplodiploidy is a sex determination system in which males develop from unfertilized eggs and are haploid, and females develop from fertilized eggs and are diploid. Haplodiploidy is sometimes called arrhenotoky. Haplodiploidy determines the sex in all members of the insect orders Hymenoptera (bees, ants, and wasps) and Thysanoptera ('thrips'). Whether haplodiploidy did in fact pave the way for the evolution of eusociality is still a matter of debate. Another feature of the haplodiploidy system is that recessive lethal and deleterious alleles will be removed from the population rapidly because they will automatically be expressed in the males (dominant lethal and deleterious alleles are removed from the population every time they arise, as they kill any individual they arise in). Haplodiploidy is not the same thing as an X0 sex determination system. In haplodiploidy, males receive one half of the chromosomes that females receive, including autosomes. In an X0 sex determination system, males and females receive an equal number of autosomes, but when it comes to sex chromosomes, females will receive two X chromosomes while males will receive only a single X chromosome.
Механизмдер
Гаплодиплоидты жыныстық анықтаудың генетикалық механизмдері үшін бірнеше модель ұсынылған. Көбінесе айтылатын модель – комплементарлық аллель моделі. Осы модельге сәйкес, егер организм белгілі бір локуста гетерозигота болса, ол әйелге дамиды, ал гемизиготалық және гомозиготалық организмдер еркекке айналады. Яғни, диплоидты ұрпақ ұрықтанған жұмыртқадан пайда болып, әдетте әйел болады, ал гаплоидты ұрпақ ұрықтанбаған жұмыртқадан еркек болып дамиды. Диплоидты еркектер мүсілсіз болады, себебі олардың жасушалары мейозға түсіп, сперматозоидтарды құрамайды. Сондықтан, сперматозоидтар диплоидты болады, демек, олардың ұрпақтары триплоидты болады. Гименоптерлер анасы мен ұлы бірдей гендерді ортақтасқандықтан, олар инбридингке ерекше сезімтал болуы мүмкін: Инбридинг популяциядағы әртүрлі жыныстық аллельдердің санын азайтады, соның салдарынан диплоидты еркектердің пайда болу жиілігі артады. Жұптасқаннан кейін, әрбір құнарлы гименоптер аналығы сперматозоидтарды сперматека деп аталатын ішкі қапшада сақтайды. Аналық организм мүше ішінде сақталған сперматозоидтардың шығарылуын бақылайды: Егер ол жұмыртқа жұмыртқа жолынан өтетін кезде сперматозоидтарды босатып жіберсе, жұмыртқа ұрықтанады. Әлеуметтік аралар, есекқұмырсқалар және құмырсқалар колониялардағы жыныстық қатынасты өзгерте алады, бұл мүшелер арасындағы туыстық байланысты күшейтеді және айналағы ортаға сәйкес жұмыс күшін жасайды. Басқа жалғыз өмір сүретін гименоптерлерде аналықтары нашар тамақтанған жерлерге құнарсыз еркек жұмыртқаларын, ал жақсы тамақтанған жерлерге құнарлы әйел жұмыртқаларын салады, мүмкін, себебі әйелдердің жағдайы олардың өмірінің басындағы тапшылыққа көбірек сезімтал. Жыныстық қатынасты манипуляциялауды гаплодиплоидты амброзия қоңыздары да жасайды, олар еркектердің таралып, басқа жерлерде аналықтармен жұптасу мүмкіндігі жоғары болғанда көбірек еркек жұмыртқаларын салады.
Бал араларының жынысын анықтау
Бал араларының ұрықтары (еркектері) толықтай аналары - патшайымнан тараған. Диплоидтық патшайымның 32 хромосомасы бар, ал гаплоидтық ұшақтың 16 хромосомасы бар. Дронның тұқымдық жасушалары олардың бүкіл геномдарын қамтиды, сондықтан тұқымдық жасушалар мутациялардан басқа генетикалық жағынан бірдей. Сондықтан аталық аралардың генетикалық құрамы анасынан, ал аналық жұмысшы аралардың генетикалық құрамы жартысы анасынан, жартысы атасынан тараған. Егер аары патшасы тек бір ұрғашымен жұптасса, оның кез келген екі қызы орта есеппен олардың гендерін бөліседі. Диплоидтық патшайымның геномы оның қыздарына рекомбинант болады, ал гаплоидтық әке геномы оның қыздарына "осылай" мұра болады. Жұмыртқа салатын жұмысшы ара ұрықтандырылмаған жұмыртқа салуы мүмкін, ол әрқашан еркек болып табылады. Диплоидты ұшқырлар личинкасының сирек кездесетін түрлері бар. Бұл құбылыс әдетте екі буыннан астам бауыр-қарындас жұптасқан кезде пайда болады. Бал араларының жынысын анықтау бастапқыда бір ғана локусқа байланысты, оны комплементарлық жынысты анықтаушы (CSD) ген деп атайды. Егер дамушы аралардың жағдайы жеке адамда ХСД генінің гетерозиготы болса, олар әйелге айналады. Егер жағдай адамда гемизиготалық немесе гомозиготалық болса, онда олар еркек болып дамиды. Бұл генде жеке адам гомозиготты болған жағдайда, ол диплоидты еркектер. Диплоидты аталар ересек жасқа дейін өмір сүре алмайды, өйткені аналық жұмысшы аралар ұрықтанғаннан кейін диплоидты аталарды жейді. Жұмысшылар ұлдары болатын ұрықтандырылмаған жұмыртқалар салады, ал гаплодиплоидтық жынысты анықтау жүйесі жанама іріктеу арқылы адамның дене шынықтыру қабілетін арттырады. Жұмысшы өз ұрпағынан гөрі патшайымның қыздарына (қыз бауырларына) көбірек байланысты болғандықтан, патшайымның ұрпағына тірі қалуға көмектесу жұмысшы иеленетін бірдей гендердің тікелей көбеюден гөрі тиімді таралуына көмектеседі. Жұмысшы аралардың топтары қысқа өмір сүреді және үнемі келесі топпен ауыстырылады, сондықтан туыстарды таңдау омартаның дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету стратегиясы болуы мүмкін. Алайда, әдетте, қарындастар оншақты немесе одан да көп ұшақпен жұптасып жүретіндіктен, барлық жұмысшылар толықтай бауырлас емес. Дронның спермасын бөлек сақтаудың арқасында, ұрық ұрығынан кейін ұрық ұрығынан гөрі ұрық ұрығы жақын туысқан болуы мүмкін. Алайда, басқа да көптеген ара түрлері, соның ішінде Bombus terrestris сияқты шұжықтар, монондрлы болып табылады. Бұл дегеніміз, әйел бауырлар бір-бірімен өздерінің ұрпақтарынан гөрі әрқашан туыс болып табылады, осылайша бал араларында кездесетін өзгермелі туыстық қақтығысты жояды.
Халцидоидты бұғыларда жынысты анықтау
Nasonia тұқымдасына жататын қоңыздарда жынысты анықтаудың CSD емес әдісі анықталған. Бұл CSD емес жүйенің ең соңғы қабылданған моделі Аналық Әсер Геномдық Импринтинг Жынысты Анықтау (MEGISD) деп аталады. Бұл модель ооциттердің цитоплазмалық компонентіне "белгі салатын" маскулинизациялық/вирилизациялық аналық әсер генін және әйел ұрпақтарда вирилизацияға қарсы әсер ететін және әйелдің дамуына мүмкіндік беретін "белгісіз" аталық үлесін қамтиды. Барлық диплоидтық жұмыртқалар әйел болады (еркектікке жол бермейтін ата генетикалық үлесінің әсерінен), бұл CSD-ден өзгеше, себебі CSD жүйесінде диплоидтық жұмыртқалар гомозиготалық немесе гемизиготалық болса, еркекке айналуы мүмкін.