Até agora, não estava claro exatamente como o sexo das abelhas é determinado. Uma equipe de pesquisa de biólogos e químicos da Universidade Heinrich-Heine Düsseldorf (HHU) identificou agora um gene chave e o mecanismo molecular associado a ele. Nesta edição da revista científica Science Advances, eles descrevem como o processo é semelhante a um jogo envolvendo dois dados.


Pode haver mais de 100 variantes do gene Csd, que desempenha um papel fundamental na determinação do sexo das abelhas. Estes genes juntam-se durante a reprodução sexuada: se o genoma contém duas variantes diferentes do gene Csd, desenvolve-se uma abelha fêmea, que é então criada (esquerda). Se a fertilização resultar em duas formas idênticas, um drone se desenvolverá, mas o drone não será criado por abelhas operárias. As abelhas drones (abelhas não tripuladas) são produzidas através da reprodução assexuada.

O gênero de um organismo tem um impacto significativo em sua forma, função e comportamento. O sexo biológico de um organismo geralmente é determinado no início de sua vida. Por exemplo, em humanos, a presença do "cromossomo Y" que determina o sexo determina se um homem nascerá.

Já em 1845, o padre da Silésia Johann Dzierzon estudou o mecanismo de determinação do sexo das abelhas (Apismellifera). Entre eles, ele descobriu a reprodução assexuada de abelhas zangões - “abelhas zangões”.

Ao contrário dos humanos, as abelhas não possuem apenas um cromossomo que determina o sexo. Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Dr. Martin Beye, do Instituto de Genética Evolutiva da Universidade de Harvard, determinou agora que o sexo das abelhas é determinado por um único gene chamado "Csd" (gene determinante de complementaridade) através de um mecanismo especial.

Este gene pode ter mais de 100 variações, os chamados alelos. Em outros casos, como nas flores, diferentes alelos de um gene podem determinar a cor das pétalas.

No caso da fertilização sexual, os conjuntos individuais de cromossomos dos óvulos e espermatozoides se combinam para formar um conjunto anfidiplóide de cromossomos. Como resultado, cada abelha sexualmente fertilizada tem agora duas variantes do gene Csd.

Pesquisadores de abelhas em Dusseldorf fizeram uma nova descoberta: se os dois alelos do gene Csd forem diferentes, as abelhas fêmeas se desenvolverão. Por outro lado, se os alelos em ambos os cromossomos forem idênticos, um drone se desenvolve. No entanto, como as abelhas querem evitar a endogamia, as operárias não amamentam estes ovos.

A questão permanece como esta determinação do sexo ocorre a nível molecular. “Precisávamos saber que cada alelo do gene Csd produz diferentes variantes da proteína Csd relacionadas, todas ligeiramente diferentes”, disse a autora principal, Dra. Marianne Otte. "Conseguimos agora mostrar que apenas proteínas Csd diferentes são capazes de se ligar umas às outras e, assim, ativar o interruptor molecular que determina a 'fêmea'. Em contraste, se as proteínas são idênticas e se ligam de maneiras diferentes, o interruptor não é ativado. Neste caso, o drone se desenvolve, mas não cresce muito."

Professor Beyer, o último autor do estudo na Science Advances: "Isto é semelhante ao jogo molecular de dois dados: neste caso, porém, aquele que lança o dobro dos dados não ganha. Em vez disso, os dados lançados devem produzir dois números diferentes para criar uma nova abelha - uma abelha fêmea."

Em contraste, os zangões desenvolvem-se a partir de ovos não fertilizados. Portanto, esses drones têm apenas um conjunto simples de cromossomos com proteínas Csd idênticas. Durante a postura dos ovos, a rainha decide não adicionar espermatozoides aos óvulos.

Dr. Ott "Ao rastrear a função de comutação da proteína Csd, resolvemos um mistério genético que existe há mais de 100 anos." O professor Beyer expressou sua opinião sobre outras questões de pesquisa: "Ainda não se sabe qual mecanismo as abelhas operárias usam para identificar se os ovos fertilizados contêm duas proteínas Csd diferentes e, portanto, são convertidos em 'fêmeas'. Como a luz na colmeia é fraca, deve haver pistas olfativas."

Espera-se que esses resultados sejam usados ​​para avançar nas medidas de criação de abelhas.