Cho đến nay, người ta vẫn chưa rõ chính xác giới tính của ong được xác định như thế nào. Một nhóm nghiên cứu gồm các nhà sinh vật học và hóa học tại Đại học Heinrich-Heine Düsseldorf (HHU) hiện đã xác định được một gen quan trọng và cơ chế phân tử liên quan đến nó. Trong số tạp chí khoa học Science Advances này, họ mô tả quá trình này tương tự như một trò chơi liên quan đến hai viên xúc xắc.


Gen Csd, có thể có hơn 100 biến thể, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định giới tính của ong. Những gen này kết hợp với nhau trong quá trình sinh sản hữu tính: nếu bộ gen chứa hai biến thể gen Csd khác nhau, thì một con ong cái sẽ phát triển và sau đó được nuôi dưỡng (trái). Nếu quá trình thụ tinh tạo ra hai hình thái giống hệt nhau thì ong thợ sẽ phát triển nhưng ong thợ sẽ không nuôi ong thợ. Ong bay không người lái (ong không người lái) được tạo ra thông qua sinh sản vô tính.

Giới tính của một sinh vật có tác động đáng kể đến hình dạng, chức năng và hành vi của nó. Giới tính sinh học của một sinh vật thường được xác định khi bắt đầu cuộc đời của nó. Ví dụ, ở người, sự hiện diện của "nhiễm sắc thể Y" xác định giới tính sẽ quyết định liệu một người đàn ông có được sinh ra hay không.

Ngay từ năm 1845, linh mục người Silesian Johann Dzierzon đã nghiên cứu cơ chế xác định giới tính của loài ong (Apismellifera). Trong số đó, ông đã phát hiện ra cách sinh sản vô tính của loài ong không người lái - “những con ong bay không người lái”.

Không giống như con người, ong không chỉ có một nhiễm sắc thể quyết định giới tính. Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Tiến sĩ Martin Beye thuộc Viện Di truyền tiến hóa thuộc Đại học Harvard dẫn đầu hiện đã xác định được giới tính của loài ong được xác định bởi một gen duy nhất có tên là "Csd" (gen xác định tính bổ sung) thông qua một cơ chế đặc biệt.

Gen này có thể có hơn 100 biến thể, được gọi là alen. Trong những trường hợp khác, chẳng hạn như ở hoa, các alen khác nhau của một gen có thể xác định màu sắc của cánh hoa.

Trong trường hợp thụ tinh hữu tính, các bộ nhiễm sắc thể riêng lẻ từ tế bào trứng và tinh trùng kết hợp với nhau để tạo thành một bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội. Kết quả là hiện nay mỗi con ong được thụ tinh hữu tính đều có hai biến thể gen Csd.

Các nhà nghiên cứu về ong ở Dusseldorf đã có một phát hiện mới: Nếu hai alen của gen Csd khác nhau thì chúng sẽ phát triển thành ong cái. Ngược lại, nếu các alen trên cả hai nhiễm sắc thể giống hệt nhau thì máy bay không người lái sẽ phát triển. Tuy nhiên, vì ong muốn tránh cận huyết nên ong thợ không nuôi những quả trứng này.

Câu hỏi vẫn là làm thế nào việc xác định giới tính này xảy ra ở cấp độ phân tử. Tiến sĩ Marianne Otte, tác giả chính cho biết: “Chúng tôi phải biết rằng mỗi alen của gen Csd tạo ra các biến thể protein Csd có liên quan khác nhau, tất cả đều hơi khác nhau”. "Bây giờ chúng tôi đã có thể chứng minh rằng chỉ các protein Csd khác nhau mới có thể liên kết với nhau và từ đó kích hoạt công tắc phân tử xác định 'nữ'. Ngược lại, nếu các protein giống hệt nhau và chúng liên kết theo những cách khác nhau thì công tắc này không được kích hoạt. Trong trường hợp này, máy bay không người lái phát triển nhưng không phát triển lớn."

Giáo sư Beyer là tác giả cuối cùng của nghiên cứu trên tạp chí Science Advances: "Nó tương tự như trò chơi phân tử của hai viên xúc xắc: tuy nhiên, trong trường hợp này, người tung xúc xắc gấp đôi không phải là người chiến thắng. Thay vào đó, viên xúc xắc được tung phải tạo ra hai số khác nhau để nuôi ra một con ong mới - một con ong cái."

Ngược lại, máy bay không người lái phát triển từ trứng chưa được thụ tinh. Do đó, những chiếc máy bay không người lái này chỉ có một bộ nhiễm sắc thể đơn giản với các protein Csd giống hệt nhau. Trong quá trình đẻ trứng, ong chúa quyết định không thêm tinh trùng vào trứng.

Tiến sĩ Ott "Bằng cách truy tìm chức năng chuyển đổi của protein Csd, chúng tôi đã giải quyết được một bí ẩn di truyền đã tồn tại hơn 100 năm." Giáo sư Beyer bày tỏ quan điểm của mình về các vấn đề nghiên cứu sâu hơn: "Vẫn chưa biết ong thợ sử dụng cơ chế nào để xác định xem trứng được thụ tinh có chứa hai loại protein Csd khác nhau hay không và từ đó chuyển hóa thành 'con cái'. Vì ánh sáng trong tổ mờ nên chắc chắn phải có manh mối về khứu giác."

Những kết quả này dự kiến ​​sẽ được sử dụng để thúc đẩy các biện pháp nhân giống ong.