Summary
Using the approach of Mahalanobis it was desclosed that workers ofMelipona quadrifasciata are, as far as the external morphology is concerned, closer to males than to queens of this species. A preliminary interpretation of this is given based in a slight modification of theBritten andDavidson hypothesis (batteries of genes) applied to the sex determination system of these bees. There are two sets of sex genes: one set that acts in the embryo and determines ovary or testis and another that acts in the prepupal stage determining the transformation of the imaginal discs and tegument in adult female or adult male structures. A preliminary hypothesis for gene regulation is proposed for both sets. The mode of action of the second set implies that a substance produced by food above a given limit acts on the integrator genesx a andx b (with two alleles each) and these put a receptor gene (Rxa+xb) into action that by its turn, put into action the gene (or genes) for femaleness;Melipona workers are females inside (have ovaries) but are almost males in the outside, tegument, eyes, wings). The place of action of the juvenile hormone in this battery has not yet been experimentally determined, but this working hypothesis put it provisorily in the beginning of the battery.
Zusammenfassung
Mittels der von Mahalanobis vorgeschlagenen Annäherungsmethode wurde entdeckt, dass die Arbeitsbienen derMelipona quadrifasciata, soweit es sich auf die äussere Morphologie bezieht, den Drohnen ähnlicher sind, als den Königinnen dieser Art.
Eine vorläufige Deutung dieser Tatsache wird hier gegeben; sie beruht auf einer leicht geänderten Anwendung der Hypothese der Gen-batterien vonBritten undDavidson auf das System der Geschlechtsbestimmung dieser Bienen.
Es gibt 2 Gruppen von Geschlechtsgenen: eine Gruppe wirkt im Embryo und bestimmt die Eierstöcke oder Hoden; die andere wirkt in der Vorpuppenstufe und bestimmt die Transformation der Imaginalscheiben und Tegumente in ausgewachsenen weiblichen oder männlichen Strukturen.
Eine vorläufige Hypothese für Genregulation wird für beide Gruppen vorgeschlagen. Die Wirkungsweise der zweiten Gruppe verlangt, dass eine durch Nahrungsmittel erzeugte Substanz, oberhalb einer gegebenen Grenze, auf die Integratorgene xa und xb (jede mit 2 Allelen) wirkt, und dass diese dann ein Empfangsgen R(xa+xb) anregen, das dann seinerseits das Gen (oder die Gene) für Weiblichkeit aktiviert; dazu auch das GenN der letzten 2 Ganglia des Ventralnervenstranges, das Verschmelzung bestimmt, odern, das sie nicht bestimmt.
Die Angriffsstelle des jugendlichen Hormons in dieser Batterie wurde noch nicht experimentell bestimmt; aber diese Arbeitshypothese legt sie vorläufig in den Anfang der Batterie.
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References
Britten (R. J.) andDavidson (E. H.), 1969. — Gene regulation for higher cells: a theory.Science, 165, 349–357.—Britten (R. J.) andDavidson (E. H.) 1971. Repetitive and non-repetitive DNA sequences and a speculation on the origins of evolutionary novelty.Quart. Rev. Biol., 46, 111–133.
Camargo (C. A.), 1974. — Produção de machos diplóides deMelipona quadrifasciata Lep. (Hymenoptera, Apidae).Ciência e Cultura (S.P.)26 (Suplemento), 267.
Cunha (A. B.) andKerr (W. E.), 1957. — A genetical theory to explain sex-determination by arrhenotokous parthenogenesis.Forma et Functio, 1, 33–36.
Chaud (J. Netto), 1974. — Sex-determination in bees. II. Additivity of maleness genes inApis mellifera. Genetics (in press).
Garófalo (C. A.), 1973. — Occurrence of diploid drones in a neotropical bumblebee.Experientia, 29, 726–727.
Garófalo (C. A.) andKerr (W. E.), 1974. — Sex determination in bees. I. Balance between femaleness genes and maleness genes inBombus atratus. Genetica (Utrecht) (in press).
Kerr (W. E.), 1948. — Estudos sobre o gêneroMelipona.An. Esc. Sup. Agr. «Luiz de Queiroz» (Piracicaba),5, 181–276.—Kerr (W. E.), 1969. Some aspects of the evolution of social bees (Apidae).Evolutionary Biology, 3, 119–175.—Kerr (W. E.), 1975. Geschlechts-und kastendetermination bei stachellosen Bienen.In «Sozialpolymorphismus bei Insekten»,C. H. Schimidt, Verlag, Stuttgart, 964 p.—Kerr (W. E.), 1974a. Evolution of the population structure in bees. Proceedings of the XIII Int. Congres. of Genetics (Berkeley).Genetics (in press).
—, 1974b. Advances in cytology and genetics of bees.Ann. Rev. Ent., 19, 253–268.
Kerr (W. E.) andNielsen (R.), 1966. — Evidences that genetically determinedMelipona queens can become workers.Genetics, 54, 859–866.
Kerr (W. E.), Stort (A. C.) andMontenegro (M.), 1966. — Importância de alguns fatores ambientais na determinação das castas do gêneroMelipona.An. Acad. Bras. Ciências, 38, 149–168.
Mackensen (O.), 1951. — Viability and sex-determination in the honey bee (Apis mellifera L.).Genetics, 36, 500–509.
Rao (C. R.), 1952. — Advanced Statistical Method in Biometric Research. John Wiley and Sons, Inc. Publ., London, 390 p.
Tarelho (Z. V. S.), 1973. — Contribuição ao estudo citogenético dos Apoidea.Ph. D. Thesis, Dept. Genética,Fac. Med. Univ. S. Paulo, Brazil.
Wirtz (P.), 1973. — Differentiation in the honeybee larva. A histological, electron-microscopical and physiological study of caste induction inApis mellifera mellifera L. VIII, Dept. Entomology,Agric. Univ. Wageningen, Holland, 155 p.
Woyke (J.), 1973. — Drone larvae from fertilized eggs of the honeybee.J. Apic. Res., 2, 19–24.
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This paper received support from the State of São Paulo Research Foundation (FAPESP) and CAPES (Coordenação do Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior).
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Kerr, W.E. Sex determination in bees. III. Caste determination and genetic control inMelipona . Ins. Soc 21, 357–367 (1974). https://doi.org/10.1007/BF02331565
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