Málokterého včelaře překvapí tvrzení, že z oplozených vajíček se líhnou larvy budoucích dělnic, popřípadě matek a z neoplozených vajíček  larvy trubčí. Pravda je to jen částečná. Jak už to tak v přírodě bývá, skutečnost je o něco složitější. Co tedy určuje pohlaví včel a proč to nejsou pohlavní chromozómy jako u lidí?

Částečně uspokojivou odpověď známe už poměrně dlouho, přesto nebývá reflektována. Pohlaví včel je určeno genem csd (complementary sex determiner). V oplozených vajíčkách se většinou nacházejí dvě různé varianty tohoto genu (jedna od otce trubce, druhá od matky). Vznikající jedinec je pro gen tzv. heterozygotní a vyvíjí se v samičku. Ve vzácnějších případech se stává, že varianty genu csd (alely) nesené spermií i vajíčkem jsou stejné. Jedinec vzniklý jejich spojením je pak tzv. homozygot a vyvíjí se v trubce. Takový trubec se tedy líhne z oplozeného vajíčka a má dvě sady chromozómů (je diploidní), stejně jako matka nebo dělnice. Uvádí se, že diploidní trubci jsou neplodní a včely je zpravidla likvidují už během larválního vývoje. Známe je ale z laboratorních chovů, kde lze frekvenci jejich výskytu zvýšit příbuzenským pářením s malým počtem trubců. Normální zdravý trubec oproti tomu vzniká z vajíčka, které nese pouze jednu kopii genu csd (je tzv. hemizygot). To je možné jen u vajíček neoplozených, nesoucích jednu sadu chromozómů zděděnou po matce (haploidní).

V roce 2008 byla v časopise Nature publikována studie ukazující, že na určení pohlaví včel se podílí ještě další gen, feminizer (fem). Ten se v DNA nachází nedaleko genu csd, běhěm evoluce prošel duplikací a je pravděpodobně jakýmsi prapředkem csd. Při přepisu může být transkript feminizeru sestříhán různými způsoby. Samčí varianta transkriptu obsahuje stop kodon a je nefunkční. Samičí varianta oproti tomu kóduje funkční protein. Pokud je samičí varianta transkriptu fem záměrně poškozena (knockdownována), vyvine se samec. Podobně, jsou-li poškozeny transkripty heterozygotních (samičích) csd, transkript fem je setříhán do nefunkční samčí podoby. Vypadá to tedy, že vývoj včely v samičku hlídá v první řadě heterozygosita genu csd, ale v co se nakonec vyvine, zařídí gen fem – konkrétně způsob jeho „setřihu“ při transkripci.

Určení pohlaví výše uvedeným způsobem s sebou nese několik výhod i rizik. Zásadní výhodou je, že na rozdíl od chromozomálního určení pohlaví nemusí být nutně poměr samiček a samečků u potomstva 50:50. Haplo-diploidní určení pohlaví umožňuje včelám poměr samců a samic kontrolovat a podle potřeb včelstva upravovat. Nevýhodou je možnost vzniku poškozených diploidních trubců. Pokud se populace zmenší pod určitou mez, příbuzenské páření je nevyhnutelné. Výskyt diploidních trubců se zvýší a populace míří do spirály zániku.

Hasselmann M, Gempe T, Schiøtt M, Nunes-Silva CG, Otte M & Beye M (2008) Evidence for the evolutionary nascence of a novel sex determination pathway in honeybees. Nature 454, 519-522, DOI: 10.1038/nature07052

Miyakawa MO, Mikheyev AS (2015) QTL Mapping of Sex Determination Loci Supports an Ancient Pathway in Ants and Honey Bees. PLoS Genet 11(11): e1005656, DOI:10.1371/journal.pgen.1005656