Genetik och Avel eller man får ändå vara glad att det blev som det blev när det inte blev som det skulle Biet är en enastående organism för vilken evolutionen fram till idag slutat i ett mycket avancerat samhälle. Populationen består av en drottning som producerar avkomma, osjälviska arbetare som saknar fortplantningsförmåga men som samlar och processar födan och tar hand om avkomman, bygger bostäder och försvarar samhället de lever i. Drottningen fungerar faktiskt även som hane i och med att hon producerar drönare, spermier. Anmärkningsvärt är att både drottning och arbetare utvecklas ur samma genom! Skillnaden mellan drottning och arbetare är enbart betingad av hur nutrition och hormoner får gener (arvsanlag) att aktiveras och åstadkomma dramatiska skillnader avseende utseende, fysiologi och beteende. Drottningen, en per samhälle, har minst 10 gånger längre livslängd än arbetarna, hon lägger 2000-3000 ägg per dag!, lagrar den sperma hon tog emot då hon parade sig med 15-30 drönare vid 1 veckas ålder och sperman är livsduglig under hela drottningens levnad, upp till 5 år!. Bin har dessutom det enda kända symbolspråket bland icke-primater. Är vi släkt med bina? Javisst, tänk bara på alla stingsliga biodlare! Separationen ägde rum för några år sedan, närmare bestämt för 600 miljoner år sedan och det finns fortfarande ett flertal däggdjursgener i biets genom. Uppbyggnaden av våra arvsanlag är, sedan tidernas begynnelse, densamma som för alla levande organismer, DNA-molekylen. Uppbyggnaden av DNA-molekylen är densamma antingen det gäller människor, maskar eller bin. Alla levande organismer är uppbyggda av celler. En människa består av 1000 miljarder celler. Varje cell innehåller 1 miljard proteinmolekyler (äggvitemolekyler). (Jfämför med en Boeing 747 som innehåller 5 miljoner delar). I varje cell finns kromosomerna, bärarna av våra arvsanlag, generna, i form av DNA. Den utsträckta längden på en människas kromosomer, i en enda cell, är 1.8 meter! Längden på biets kromosomer, i en enda cell, uppges vara cirka 0.9 meter!
Bild 1: från Wikipedia I varje cell (bild. 1) finns ett antal organeller, bland annat cellkärnan (2) med nukleol (1), det grova endoplasmatiska retiklet med ribosomer (5), det släta endoplasmatiska retiklet (8), Golgiapparaten (6), mitokondrier (cellens kraftverk som bara överförs med ägget) (9) och centrioler (som deltar vid celldelningen) (13). I cellkärnan finns originalritningarna till alla kroppens funktioner, kromosomerna, som avkomman fått av sina föräldrar. Det är cellen som är kroppens fabrik för framställning av livsnödvändiga produkter, hormoner, proteiner etc. Hur vet cellen vad den skall producera? Jo, det är m-rna som gör kopior av den genetiska kod, som finns i kromosomerna, och t-rna som transporterar informationen till ribosomerna på det endoplasmatiska retiklet där produktionen äger rum. Biets genom (arvsmassa) består av >10 000 gener (sannolikt närmare 20 000 gener) med 236 miljoner baspar (A-T adenosin tymin, C-G cytosin-guanin) av vilka A-T är rikligast förekommande. Detta i varje enskild cell! Biets genom är ungefär 1/10 av det mänskliga genomet. Människans genom består av 3 miljarder baspar (i varje cell)! Biet har 160 receptorer för doft men endast ett fåtal för smak. Kromosomerna utgörs av DNA (deoxyribonucleinsyra) i form av en dubbelspiral, koppling via 4 baser (adenin-tymin, cytosin-guanin). Bild.: 2( Wikipedia)-3. Bild 2 från Wikipedia
Bild 3 Alla, sedan tidernas begynnelse kända organismer (utom RNA-virus), har DNA som bärare av den genetiska informationen. Avkomman ärver sina anlag (gener) från föräldrarna. Generna ligger sida vid sida på kromosomerna. Genens plats på kromosomen kallas locus. Två gener som ligger mittemot varandra kallas genpar. Två gener som ligger på samma plats men har olika verkan kallas alleler. Bild 4. Bild 4
En gen som har starkare effekt kallas dominant och betecknas med stor bokstav, exempelvis H. En gen som har svagare effekt kallas recessiv och betecknas med liten bokstav, exempelvis h. Ett exempel på en recessiv gen är färgvarianten cordovan som betecknas cd. Cordovanbiet betraktas som världens vackraste bi! En drottning eller arbetsbi som har anlagen S/cd har vildtypsfärg. (S=svart färg). Har drottningen eller arbetsbiet anlagen cd/cd är färgen gulbrun, ingen svart färg. Är båda generna i genparet av samma typ, S/S eller s/s, är genuppsättningen homozygot. Är båda generna i genparet av olika typ, S/s, är genuppsättningen heterozygot. Bild 5 d5 Bil En S/S-drottningen producerar ägg identiska med avseende på genen S och en s/s-drottning producerar ägg som är identiska med avseende på genen s under det att en S/s-drottning producerar två typer av ägg, hälften med genen S och hälften med genen s. För att effekten av en recessiv gen skall framträda krävs att båda kromosomerna, den från modern och den från fadern, har den recessiva genen. Dominant/recessivt anlag: Det finns en dominant gen som gör att biet är behårat och en recessiv gen som gör att biet är hårlöst. Har drottningen fått genen för behåring från både sin mor och far är hon H/H. Är hon parad med drönare som även har genen H för behåring kommer både drönarna och arbetsbina i det samhället att vara behårade. Bild 6.
Bild 6 Om drottningen har fått genen för behåring från ena föräldern och genen för hårlöshet från den andra föräldern, har hon genotypen H/h, men man kan inte se att hon är bärare av genen för hårlöshet, h. (Fenotyp = vildtyp = behårad). Är hon parad med drönare som har genen H så kommer hälften av arbetsbina att vara H/H, hälften H/h och samtliga vara behårade då H är dominant. Av de drönare som hon producerar kommer hälften att vara H (behårade), och hälften att vara h (hårlösa). Bild 7. Bild 7 Om drottningen ovan, H/h, är parad med hårlös drönare, h, kommer hälften av drönarna att vara behårade, den andra hälften hårlösa. Men, nu blir även hälften av arbetsbina behårade, den andra hälften hårlösa, beroende på att hälften av de ägg drottningen lägger har anlaget för hårlöshet, h, och ägget befruktas med en spermie som även har anlaget för hårlöshet, h. Bild 8.
Bild 8 Vanlig celldelning mitos äger rum då en organism växer eller reparerar skador på sin kropp. Vid mitos lägger sig kromosomerna i ett plan (Bild 4), kromosomerna spjälkas på mitten och samtidigt monteras nya baser in i dubbelhelixens gamla strängar. (Bild 9, 10). Vid mitos uppkommer 2 identiska celler. Bild 9
Bild 10 Honorna i bisamhället är diploida de har 32 kromosomer. En uppsättning kromosomer (16) kommer från modern (ägget) och en uppsättning kromosomer (16) kommer från fadern (spermien). Hanarna i bisamhället (drönarna) är haploida de har 16 kromosomer. De utvecklas från ett obefruktat ägg! Eftersom drönaren utvecklas från ett obefruktat ägg visar han sina anlag. Hos drönaren finns det alltså inga gener från en far som kan täcka över och maskera recessiva gener som härstammar från modern. En drönare bildar cirka 7 miljoner spermier alla identiskt lika! Samtliga 7 miljoner spermier har ett och samma genom och samma könsallel Man kan jämföra en drönare med en mänsklig spermie. (Bild 11) Bild 11
Meios - bildning av könsceller: då drönaren bildar spermier kan reduktionsdelning (meios) inte äga rum då drönaren utvecklats från ett obefruktat ägg som redan har hälften av kromosomerna (bild 12). Bild 12 Vid bildningen av ägg kan omkombinationer äga rum på flera olika sätt. Drottningen har 32 kromosomer och vid bildningen av ägg skall antalet kromosomer reduceras till hälften. Hälften av drottningens kromosomer kommer från hennes mor, den andra hälften från den drönare som befruktat ägget. Vid begynnande meios lägger sig de parvis lika kromosomerna mot varandra. Bild 14. Fördelningen mellan kromosomerna från modern och fadern är slumpvis. Det finns över 65000 olika kombinationsmöjligheter mellan hur många kromosomer, och vilka, som kommer från fadern respektive modern, 216. (bild 13). Möjligheten finns att ägget bara innehåller de kromosomer som drottningen fick från sin mor eller bara de kromosomer som hon fick från sin far! Det vanligaste är naturligtvis att ägget kommer att innehålla kromosomer från både modern och fadern, i varierande fördelning. Men, det finns fler möjligheter till omkombinationer mellan arvsanlagen! Bild 15. Bild 13
I meiosens nästa skede kopieras kromosomerna och det kommer en kort tid att finnas 4 kromosomer i cellen (bild 14) Bild 14 I detta skede kommer nya möjligheter till omkombinationer nämligen så kallad crossing-over, det vill säga kromosomarna snurrar runt varandra på ett eller flera ställen (bild 15) och byter på så sett genetiskt material. En kromosom från modern kan alltså få en eller flera bitar från fadern! Bild 15 Cellen delar sig nu och det uppkommer 2 celler vilka i sin tur delar sig varvid det uppkommer 4 celler med en haploid, enkel, uppsättning kromosomer. En av dessa celler kommer att utvecklas till äggcell. Bild 14. Som alla säkert förstår är omkombinationsmöjligheterna enorma 2 systerdrottningar är inte genetiskt lika! Man gör ofta felet att betrakta ett bisamhälle som en genetisk enhet trots att ett normalt samhälle består av ett stort antal underfamiljer, visserligen med samma mor men med olika fäder. Tänk sedan på kombinationsmöjligheterna vad gäller fördelningen av kromosomerna från modern respektive fadern som ingår i ägget som skall bli den nya drottningen. Till detta kommer crossing-overeffekterna!
Könsalleler: Hos människan bestäms könet av könskromosomer. En kvinna har dubbel uppsättning av könskromosomen X, kvinnan är X/X, och en man har en Ykromosom i stället för en X-kromosom, mannen är X/Y. Hos biet bestäms könet av en multipel allelserie omfattande, vad vi vet idag, minst ett 30-tal olika könsalleler. Är det befruktade ägget heterozygot avseende könsalleler, Xa/Xb, utvecklas det till en hona. Om det befruktade ägget är homozygot avseende könsalleler, Xa/Xa, skulle det ha utvecklats till en hane, en diploid drönare (en drönare med dubbel kromosomuppsättning), vilket bina känner av och de äter upp larven så snart den kläckts vilket resulterar i vad som brukar kallas skjutna yngelkakor det vill säga yngelkakor med tomma celler. Är ägget Xa eller Xb, alltså ett obefruktat ägg, utvecklas en hane, en drönare. (Bild 16-17) Bild 16-17
Viktigt att tänka på i avelsarbetet: En drottning som har parat sig med endast 1 drönare (1-drönarinsemination) får en avkomma (drottningar och arbetsbin) som är supersystrar med i genomsnitt 75 % av sina gener gemensamma. Arbetsbina i detta samhälle har alla 1 könsallel gemensam, den som kommer från drönaren som drottningen parat sig med. Om drottningen har parat sig med drönare från 1 samhälle (insemination eller friparning med drönare från 1 samhälle) så är avkomman (drottningar och arbetsbin) helsyskon med i genomsnitt 50 % av sina gener gemensamma. Maximalt kan 2 könsalleler komma från drönarsamhället. Om drottningen har parat sig med drönare som härstammar från olika samhällen så är avkomman (drottningar och arbetsbin) halvsyskon med 25 % av sina gener gemensamma. Tänk på att all form av avel är en dynamisk process, av ondo eller av godo. Har Du köpt en avelsdrottning vars samhälle Du trivs med måste Du ta hand om materialet. Det går inte att låta samhället svärma och tro att dotterns samhälle kommer att bli lika trevligt. Inte heller att bilda avläggare av samhället eller odla drottningar utan att se till att drottningarna blir parade med bra drönare. Samhällets goda egenskaper kan gå förlorade på 1-2 generationer vid friparning med bygdens ohängda drönare, drönare med gadd. Parning på rasparningsplats eller parningsplats (insemination) gör att det goda materialet kan bibehållas. Viktigt: Två systerdrottningar är inte genetiskt identiska. Selektion (urval) för en egenskap kan leda till selektion mot en annan egenskap risk för minskad genetisk variation. Parning på parningsstation, alternativt insemination, kan leda till en rejäl insnävning av den genetiska variationen, dessutom risk för ett fåtal könsalleler. Parningsstationer: Ett vanligt förhållande på parningsstationerna är att man använder 6 systerdrottningar (döttrar efter en avelsdrottning) som drönargivare vilket låter betryggande. Antag att varje drottning producerar 2000 3000 drönare. Det motsvarar ändå bara 12000 till 18000 olika genotyper. (Jämför med att en mans spermaportion motsvarar cirka 250 miljoner genotyper)! Fördelningen av könsalleler blir även skev med en betydande övervikt för de könsalleler som kommer från modern till de systerdrottningar som är drönargivare på parningsstationen. I bästa fall blir fördelningen som på bild. 18.
Bild 18 I sämsta fall finns endast 2 könsalleler (bild.: 19). När man odlar de tänkta systerdrottningarna kan slumpen göra att man råkar ta larver som samtliga har en och samma av drottningens två könsalleler (Xa) och oturen att äggen befruktats av en och samma drönare (som har könsallel Xc). Bild 19
Bisamhället är ingen genetisk enhet vilket man ofta tror. Bisamhället består av grupper av underfamiljer, 15-30. Hur många beror på hur många drönare drottningen har parat sig med. En underfamilj har samma mor och far och avkomman har i genomsnitt 75 % av sina gener gemensamma och kallas supersystrar. Arbetsbina i bisamhället har normalt samma mor men olika fäder (olika drönare) som kan härstamma från samma drottning eller från olika drottningar. Arbetsbina i de olika underfamiljerna är sinsemellan halvsyskon (de har olika fäder) och har i genomsnitt 25 % av sina gener gemensamma. (Jämför med en modern familj med flera barnkullar olika fäder). Men, arbetsbin med samma mor och som fäder, drönare härstammande från samma drottning, är helsyskon med i genomsnitt 50 % av sina gener gemensamma. (Den drönarproducerande drottningen kan jämföras med mannen i en kärnfamilj). En drottnings avelsvärde bedöms efter det egna samhällets/bins prestationer, Psamhället, F1-döttrarnas och om möjligt även F2-döttrarnas samhällen. Hur utvärderar och väljer man drönarsamhällen till en parningsplats eller för insemination? Drönarna skall härstamma från döttrar efter avelsvärda Psamhällen. Drönarna motsvarar då genetiskt arbetsbina i P-samhället. Det här är en modell för återkorsning. Döttrar efter P-drottningen insemineras med drönare efter föregående års döttrar efter P-drottningen. Bild.: 20 Bild 20
Insemination: Idag kan vi inseminera med 1 drönare eller 300 drönare (bild 21). Insemination är ingen avelsmetod det är en teknik för att överföra sperma från drönare till drottning. Bild 21 Fördelar: Spetsavel ersätter parningsstation. (Parningsstationerna kan ersättas av rasparningsplatser med (6) 10 obesläktade drönarlinjer). Fler kombinationsmöjligheter. (Parningsstation = en kombination). Fullständig kontroll över drottningens parning. Låg kostnad arbetsbesparande. Behändigt väderoberoende. Långtidsförvaring av sperma (kapillärör/drottning).
Nackdelar: Man måste veta vad man gör. Risk för minskad genetisk variation (jämför parningsstationer). Förhållandevis hög initialkostnad (engångskostnad). Speciell inseminationsteknik 1-drönarinsemination. Insemination med 300 drönare (sluten population). Självbefruktning av drottningen. Drottningen kan paras med sin farfar. Långtidsförvaring av sperma. Reinsemination av drottning. Inavelsprojekt. Enslingar. Drönare: Könsmogna vid 12-14 dagars ålder. Speciella drönarramar för drönarproduktion (bild). Drönarna skall hållas separerade och åldersskiktade. Drönarna skall om möjligt få flyga (tömma tarmen) före insemination. Drottningen: Drottningodling kan starta 10 dagar efter att det finns täckt drönaryngel (drottning och drönare är då könsmogna samtidigt). Tillgången till fodersaft av största betydelse (se Drottningodling). Drottningen är könsmogen vid 7 dagars ålder. Drottningen sövs kvällen före inseminationen och buras i Apidean.
Drottningen är äggläggande efter 3-5 dagar. Jag förespråkar inte parningsstationer av dagens modell. I min värld skall insemination ersätta de dyra, ineffektiva och arbetskrävande parningsstationerna. Parningsstationerna kan istället användas som rasparningsplatser med (6)-10 obesläktade drönarlinjer av samma ras. 2-3 drönarlinjer byts varje år. Samma höga krav på dessa drönarlinjer som vanligt. Men, det är bråttom. Nya inseminatörer måste utbildas per omgående! Det tar många år för att få tillräcklig kompetens! InsemTech Materialet får ej kopieras eller spridas utan godkännande av: InsemTech Bert Thrybom