Vad är haploiden?

Haploida celler är celler som består av endast ett par kromosomer, som är strukturer i cellkärnan som innehåller genetisk information som är ansvarig för överföringen av ärftliga egenskaper till avkomman. Medan de flesta vuxna celler i eukaryota organismer är diploida och har två uppsättningar kromosomer vardera, består vuxna män i insektsordningen hymenoptera av myror, getingar och bin av haploida celler. Spermier och äggceller i de flesta organismer är också haploida till sin natur tills de förenas i befruktningsprocessen och blir diploida.

Kromosominformation används för att föreviga en art, och denna information förenas när manliga och kvinnliga könsceller förenas så att den delade genetiska informationen från båda föräldrarna kan gynna avkomman genom att erbjuda den många potentiellt dominerande egenskaper. Vissa avkommor kräver dock inte denna nivå av genetisk information för att uppfylla sin funktion. Manliga getingar, myror och bin innehåller bara haploida celler eftersom de växer från obefruktade ägg till vuxna. Även hos vissa svamparter och alger är haploida cellstrukturer normen.

Växter har förmågan att växla mellan ett haploid tillstånd och ett av diploidism eller ett dubbelt haploid tillstånd, vilket nu är ett viktigt inslag i växtförädling för att kontrollera de genetiska egenskaperna hos sådana grödor som korn, tobak och raps. Över 250 arter av växter har nu genetiskt modifierats för att vara dubbla haploider, med metoder för asexuell reproduktion, eller partenogenes, för att producera avkomma utan befruktning och eliminera oönskade kromosomer. En av de ytterligare fördelarna med dubbla haploida växter är att deras avkomma är genetiskt identiska med föräldraväxterna, vilket eliminerar variationer i grödor längre fram när traditionell diploid reproduktion äger rum.

En av nackdelarna med haploida organismer, vare sig de är naturliga eller genetiskt modifierade, är att, om en gen visar sig vara defekt, finns det ingen identisk kopia av den för att utföra sin funktion i dess ställe som finns med diploida celler. Varje gen i en haploid organism uttrycks effektivt, antingen utför sin funktion korrekt eller påverkar organismens hälsa och livsduglighet negativt. När man undersöker haploida jästkulturer tyder dock också bevis på att mutationshastigheten i organismer i praktiken är dubbelt så stor i diploida celler, eftersom haploida celler bara har hälften så många gener som kan mutera.

Evolutionsbiologi har under en tid undersökt orsaken bakom dominansen av diploida celler och sexuell över asexuell reproduktion. Forskning visar att haploidbaserade organismer är mer sällsynta inte för att de är mer sårbara för miljöpåfrestningar, utan för att haploida organismer under efterföljande generationer förlorar sin förmåga att fortplanta sig. Sexuell kondition är därför troligen den primära orsaken till att haploider är sällsynta i naturen, även om de är mindre mottagliga för de skadliga mutationer som diploider kan genomgå.