Kaj je haploid?

Haploidne celice so celice, ki so sestavljene iz samo enega para kromosomov, ki so strukture v celičnem jedru, ki vsebujejo genetske informacije, ki so odgovorne za prenos dednih lastnosti na potomce. Medtem ko je večina odraslih celic v evkariontskih organizmih diploidnih in ima vsak po dva niza kromosomov, so odrasli samci iz reda mravelj, os in čebel sestavljeni iz haploidnih celic. Sperme in jajčne celice v večini organizmov so tudi haploidne narave, dokler se v procesu oploditve ne združijo in postanejo diploidne.

Kromosomske informacije se uporabljajo za ohranjanje vrste in te informacije se združijo, ko se moške in ženske spolne celice združijo, tako da lahko skupne genetske informacije obeh staršev koristijo potomcem, saj jim ponujajo številne potencialno prevladujoče lastnosti. Nekateri potomci pa ne potrebujejo te ravni genetskih informacij, da bi izpolnili svojo funkcijo. Moški osi, mravlje in čebele vsebujejo samo haploidne celice, ker iz neoplojenih jajčec rastejo v odrasle. Tudi pri nekaterih vrstah gliv in alg so haploidne celične strukture norma.

Rastline imajo sposobnost preklapljanja med haploidnim stanjem in stanjem diploidizma ali dvojnim haploidnim stanjem, kar je zdaj pomembna značilnost žlahtnjenja rastlin za nadzor genetskih lastnosti takih poljščin, kot so ječmen, tobak in oljna ogrščica. Več kot 250 vrst rastlin je bilo zdaj gensko spremenjenih v dvojne haploide z uporabo metod aseksualnega razmnoževanja ali partenogeneze, da bi proizvedli potomce brez oploditve in odstranili neželene kromosome. Ena od dodatnih prednosti dvojnih haploidnih rastlin je, da so njihovi potomci genetsko identični matičnim rastlinam, kar odpravlja razlike v pridelkih po vrsti, ko poteka tradicionalno diploidno razmnoževanje.

Ena od pomanjkljivosti haploidnih organizmov, bodisi naravnih ali gensko spremenjenih, je ta, da če se izkaže, da je gen okvarjen, ni njegove identične kopije, ki bi namesto njega opravljala svojo funkcijo, kot obstaja pri diploidnih celicah. Vsak gen v haploidnem organizmu je učinkovito izražen, bodisi pravilno opravlja svojo funkcijo bodisi negativno vpliva na zdravje in sposobnost preživetja organizma. Pri preučevanju haploidnih kultur kvasovk dokazi tudi kažejo, da je stopnja mutacij v organizmih v diploidnih celicah dejansko dvakratna, saj imajo haploidne celice le polovico manj genov, ki lahko mutirajo.

Evolucijska biologija že nekaj časa raziskuje vzrok za prevlado diploidnih celic in spolnega nad aseksualnim razmnoževanjem. Raziskave kažejo, da so organizmi, ki temeljijo na haploidih, bolj redki, ne zato, ker so bolj občutljivi na okoljske obremenitve, temveč zato, ker haploidni organizmi v naslednjih generacijah izgubijo sposobnost razmnoževanja. Spolna sposobnost je torej najverjetneje glavni razlog, da so haploidi redki v naravi, čeprav so manj dovzetni za škodljive mutacije, ki jih lahko podvržejo diploidi.