Le déterminisme du phénotype sexuel chez les abeilles
Documents : Déterminisme du sexe chez l'abeille méllifère
Le document sur les castes indique que les mâles résultent du développement d’ovules non fécondés et les femelles d’ovules fécondés. A partir de là, les élèves peuvent imaginer que les mâles sont haploïdes et les femelles diploïdes. Cela peut être testé et corroboré par l’analyse du caryotype des mâles et des figures de mitose chez les ouvrières et la reine. Les élèves découvrent ainsi un déterminisme chromosomique du sexe différent de celui qu’ils connaissent. Bien sûr cela n’est pas en rapport avec l’épigénétique et c’est seulement un constat : ouvrières et femelles ont le même caryotype 2n = 32 et ce n'est donc pas le déterminisme chromosomique qui est à l'origine de leurs différences phénotypiques.
En réalité le déterminisme du sexe chez l’abeille est plus complexe qu’il n’y paraît. Les chercheurs ont constaté que dans les ruches à forte consanguinité naissaient des mâles diploïdes, d’ailleurs rapidement tués par les ouvrières. L’existence de mâles diploïdes a suggéré que les états haploïde et diploïde n’étaient pas les déterminants primaires du sexe. On a découvert sur un des chromosomes de l’abeille, un gène appelé CSD (Complementary Sex Determination) qui est très polymorphique dans les populations d’abeilles. On a constaté que si ce gène n’était présent qu’en un seul exemplaire (ce qui est le cas des mâles haploïdes) ou en deux exemplaires identiques (mêmes allèles), l’individu est un mâle. Pour que l’individu soit une femelle il faut qu’il soit hétérozygote pour ce gène de détermination du sexe, donc possède deux allèles différents.
La figure ci-dessous illustre ce mécanisme de différenciation du sexe.
D'après : Tanya Gempe et al. : Sex determination in honeybees. Nature Education (2009)
Résultats d'accouplement d'une reine avec deux mâles possédant un allèle différent du gène CSD. L'un des mâles possède un allèle de CSD identique à l'un des allèles de la reine. Sur la ligne du bas, à gauche devenir d'ovules non fécondés de la reine, au centre et à droite, devenir d'ovules fécondés.
Cela n’est que le début d’une explication encore inachevée car il faut déterminer pourquoi la possession de deux allèles différents du gène est nécessaire pour orienter le développement vers le type femelle.