Dziedziczenie od matki pierwotnych proporcji płci u ciemnoskrzydłej muchówki Lycoriella ingenua

Dlaczego małe muchówki i ich rodziny mają znaczenie

U większości zwierząt płeć młodego osobnika jest ustalona przez chromosomy odziedziczone przy zapłodnieniu, co zwykle daje mniej więcej równą liczbę synów i córek. Ciemnoskrzydłe muchówki grzybowe łamią jednak tę zasadę w spektakularny sposób. Te drobne muchówki, które mogą infestować farmy grzybów, czasami rodzą mioty złożone niemal wyłącznie z samców lub niemal wyłącznie z samic. W tym badaniu zbadano jeden z takich gatunków, Lycoriella ingenua, aby dowiedzieć się, dlaczego ich proporcje płci są tak nietypowe, czy wzory te przekazują się w rodzinach oraz czy temperatura może przechylić równowagę między synami i córkami.

Dziwny sposób decydowania o tym, kto urodzi się jako samiec lub samica

W Lycoriella ingenua zwykłe zasady dziedziczenia chromosomalnego zostają odwrócone. Samce noszą wyłącznie chromosomy, które otrzymały od matek, a kiedy wytwarzają plemniki, każda komórka plemnikowa zawiera dwie kopie chromosomu X zamiast jednej. Gdy takie plemniki zapładniają jajeczko, wynikowy embrion zaczyna z trzema chromosomami X. Na wczesnym etapie rozwoju, zanim embrion uruchomi własne geny, traci jedną lub dwie z tych kopii X. Utrata jednej X daje samicę; utrata dwóch skutkuje samcem. Ponieważ to ciążenie chromosomowe jest kontrolowane przez cząsteczki, które matka umieszcza w jajach, matki mają potencjał wpływania na to, ile urodzi się synów i córek.

Rodziny z bardzo różnym udziałem synów i córek

Naukowcy zebrali muchówki grzybowe na farmie grzybów w Szkocji i założyli dziesiątki „linii izomatek”, z których każda pochodziła od jednej zapłodnionej pary. Następnie śledzili te linie rodzinne przez maksymalnie cztery pokolenia, starannie licząc liczbę samców i samic w każdym miocie. Wyniki wykazały ekstremalne zróżnicowanie: niektóre mioty były całkowicie męskie, inne całkowicie żeńskie, a wiele znajdowało się gdzieś pośrodku. W skali wszystkich miotów średnia była tylko nieznacznie przesunięta na korzyść samców, lecz rozkład był znacznie szerszy niż oczekiwano, gdyby płeć była ustalana wyłącznie losowo, co sugeruje biologiczną kontrolę raczej niż przypadek.

Proporcje płci przekazywane w rodzinie

Aby sprawdzić, czy te nietypowe proporcje płci są dziedziczne, zespół porównał matki z ich córkami, koncentrując się na przypadkach, w których córki były zapłodnione przez braci, tak aby tło rodzinne było podobne. Córki matek silnie zdominowanych przez samców zwykle same produkowały bardziej męskie mioty, natomiast córki matek bardziej zdominowanych przez samice częściej rodziły więcej córek. Rodzeństwo z tej samej rodziny miało również bardziej podobne proporcje płci niż niezwiązane samice. Te wzory wskazują na składnik genetyczny kontrolowany przez matkę, który wpływa na to, jaka część embrionów jest skierowana do rozwoju w kierunku samca lub samicy, prawdopodobnie obejmujący wiele genów działających razem, a nie pojedynczy przełącznik on–off.

Badanie, czy temperatura przechyla szalę

Wcześniejsze badania u spokrewnionych gatunków muchówek sugerowały, że temperatura w czasie rozwoju matki może wpływać na proporcję płci jej potomstwa. Aby to przeanalizować, autorzy hodowali rozwijające się muchówki w trzech temperaturach — 12 °C, 18 °C i 25 °C — podczas stadium poczwarki, kiedy powstają jaja, po czym wszystkie potomstwo przenieśli z powrotem do 18 °C i policzyli samce oraz samice. Choć ekstremalne temperatury, zwłaszcza zimne traktowanie, zwiększały ogólną śmiertelność i wydawały się nieco silniej uderzać w samce, odsetek samców i samic nie zmieniał się w sposób spójny ani statystycznie istotny między temperaturami. W tym gatunku, przynajmniej w badanym zakresie, temperatura nie wydaje się być głównym czynnikiem powodującym odchylenia proporcji płci.

Co to znaczy dla zrozumienia płci i ewolucji

Badanie pokazuje, że u Lycoriella ingenua udział synów i córek w miocie jest zmienną, dziedziczną cechą kształtowaną przez geny matki, a nie ustalonym wynikiem 50:50. Temperatura odgrywa tylko niewielką, jeśli w ogóle jakąś, rolę w przesuwaniu tej równowagi. Dla nie-specjalistów kluczowa myśl jest taka, że płeć u tych muchówek nie jest decydowana wyłącznie przez to, jakie chromosomy ma embrion na starcie, lecz przez to, ile chromosomów X embrion wyrzuci — proces kontrolowany przez instrukcje genetyczne złożone przez matkę. To czyni ciemnoskrzydłą muchówkę grzybową cennym modelem do badania bardziej złożonych, wielogenowych systemów determinacji płci i pomaga biologom zrozumieć, jak w naturze ewoluują nietypowe proporcje płci, w tym u gatunków wpływających na rolnictwo i ekosystemy.

Cytowanie: Shlyakonova, M., Monteith, K.M., Ross, L. et al. Maternal inheritance of primary sex ratios in the dark-winged fungus gnat Lycoriella ingenua. Heredity 135, 113–119 (2026). https://doi.org/10.1038/s41437-026-00821-0

Słowa kluczowe: determinacja płci, muchówki grzybowe, proporcja płci, efekty matczyne, cechy poligeniczne