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【科學講堂】蜂后有得揀 生女多過生仔

2018-07-04

性別決定系統 維持蜂巢團結

生物性別是如何決定呢?這是遺傳學中一個很重要的課題。人類性別的決定方法,大家可能早已略知一二,那麼蜜蜂是如何決定性別呢?在一個蜂巢中,雄蜂僅佔少數,蜂后和其他工蜂均屬雌性。因應這種特別的「社會結構」,蜜蜂發展了特別的遺傳方法。

人類胎兒性別由精子決定

每人的基因圖譜中,擁有一對能夠決定性別的性染色體,分別是X染色體與Y染色體,有兩條X染色體是女性,男性則各有一條X、Y染色體。

生男生女取決於與卵子結合的精子,究竟是攜帶X還是Y染色體。

如果進入卵子的精子是X精子,和其結合形成的受精卵,就是帶有XX染色體的女胎;如果進入卵子的精子是Y精子,形成的受精卵,則為帶有XY染色體的男胎。事實上,是X精子或Y精子和卵子結合,各有一半的可能性,所以生男生女的機會率是相等的。

養蜂神父研蜜蜂性別

對於廣大生物界的其他生物而言,其性別決定便沒那麼簡單。十九世紀波蘭裔天主教神父John Dzierzon除了傳道,也是專業養蜂人。他認為:蜂后只有飛離蜂巢時,才會交配,而不曾離巢的蜂后從未交配,只會產下雄蜂,因而推斷雄蜂來自未受精的卵子。

他並認為,受精卵則孵出雌蜂,部分成為蜂后繼承人,部分則成為工蜂。

從未受精的卵子孵出的雄蜂只有16條染色體,比雌蜂的32條少一半。這跟人類大不相同,因為未有受精的卵子不會發育成人類嬰兒。

基因決定蜜蜂性別

不過,他的理論並不完整。有研究人員利用近親交配去繁殖蜜蜂,結果受精卵有時孵出雄蜂,因此有否受精並不是決定蜜蜂性別的唯一理由。

如今科學界是這樣理解蜜蜂性別機制:蜜蜂同樣擁有決定性別的基因,受精卵由蜂后繼承一段基因,再由雄蜂繼承另一段基因。倘若這兩段基因不同,便會孵出雌蜂。假如這兩段基因一樣,便會孵出雄蜂,因此受過精的卵還是有可能孵出雄蜂。

然而非受精卵本來只從蜂后處遺傳一段基因,自然不會有「兩段不同基因」,因此就如Dzierzon觀察到的,未受精卵只會孵出雄蜂。

基因親密 團結蜂群

這種決定性別的方法對蜜蜂有什泵n處?由非受精卵孵出的雄蜂,只有一段從蜂后得來的基因,因此不會有太大的改變。在這種情況下,同一代的雌性工蜂間的基因就相對接近,牠們自己生下的後裔,在基因層面上往往還不如同輩「姐妹」來得親密。這樣有助於整個蜂群維持團結,為族群共同努力。

作者簡介:張文彥 香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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