半数体とは何ですか？

半数体細胞は、1組の染色体のみで構成される細胞です。染色体は、子孫への遺伝形質の伝達に関与する遺伝情報を含む細胞核の構造です。 真核生物のほとんどの成体細胞は2倍体であり、それぞれ2セットの染色体を持っていますが、アリ、ハチ、ミツバチの膜hy目昆虫の成虫の雄は半数体細胞で構成されています。 ほとんどの生物の精子と卵細胞は、受精過程で結合して二倍体になるまで、性質上半数体でもあります。

染色体情報は種を永続させるために使用され、この情報は男性と女性の性細胞が結合するときに結合され、両方の親からの共有遺伝情報が多くの潜在的に支配的な形質を提供することで子孫に利益をもたらすことができます。 ただし、一部の子孫は、機能を果たすためにこのレベルの遺伝情報を必要としません。 オスのスズメバチ、アリ、ミツバチは、未受精卵から成虫に成長するため、半数体細胞のみを含んでいます。 真菌や藻類の特定の種でも、半数体細胞構造が標準です。

植物は、半数体状態と二倍体または二重半数体状態のいずれかを切り替えることができます。これは、現在、オオムギ、タバコ、ナタネなどの作物の遺伝形質を制御する植物育種の重要な特徴です。 現在、250種以上の植物が無性生殖または単為生殖の方法を使用して二重半数体に遺伝的に改変されており、受精せずに子孫を生産し、不要な染色体を排除しています。 二重半数体植物の追加の利点の1つは、その子孫が親植物と遺伝的に同一であるということです。これにより、従来の二倍体繁殖が行われる際に作物のばらつきがなくなります。

半数体生物の不利な点の1つは、自然または遺伝的に改変されているかどうかにかかわらず、遺伝子に欠陥があることが判明した場合、二倍体細胞に存在する機能をその場所で実行する同一のコピーがないことです。 半数体生物のすべての遺伝子は効果的に発現され、その機能を適切に実行するか、生物の健康と生存率に悪影響を及ぼします。 しかし、半数体酵母培養物を調べると、半数体細胞には変異可能な遺伝子の数が半分しかないため、生物の突然変異率は二倍体細胞で実質的に2倍になるという証拠もあります。

進化生物学は、しばらくの間、二倍体細胞と有性生殖に対する有性生殖の優位性の背後にある原因を研究してきました。 研究によると、半数体ベースの生物は、環境ストレスに対して脆弱であるためではなく、後世の半数体の生物が生殖能力を失うため、よりまれであることが示されています。 したがって、性的フィットネスは、二倍体が受ける可能性のある有害な変異の影響を受けにくいにもかかわらず、半数体が自然界ではまれである主な理由である可能性が最も高い。