半倍数性

半倍数性（はんばいすうせい）は、特定の昆虫グループ、特にハチやアリを含む膜翅目の昆虫、そしてキクイムシのような一部の甲虫類に観察される、独特な性決定の仕組みです。このシステムの特徴は、多くの生物に見られるような性染色体（XやYなど）が存在しない点にあります。

代わりに、個体が持つ染色体のセット数によって性が決定されます。

母親が産んだ未受精卵から発生した個体は、母親の持つ遺伝子セット（染色体数n）を一つだけ受け継ぎます。この一倍体（または半数体、単数体）の個体は、全て雄になります。
一方、受精卵から発生した個体は、母親と父親からそれぞれ遺伝子セット（各n）を受け継ぎ、合計2nの染色体を持つ二倍体となります。この二倍体の個体が雌として生まれます。

この性決定様式は、単倍数性、半数二倍性、あるいは半数倍数性など、複数の名称で呼ばれることがあります。

この半倍数性システムは、社会性昆虫として広く知られるミツバチで特に詳細な研究が進められています。ミツバチの女王バチは二倍体で、32本の染色体を持っています。雄バチは一倍体で、女王バチの未受精卵から発生するため、染色体数は16本です。興味深いのは、雄バチが持つ遺伝子は、その母親である女王バチからのみ受け継がれるという点です。つまり、生物学的な意味での「父親」が雄バチには存在しません。

さらに、雄バチは繁殖に関わる際に、次世代の雄を生み出すことはありません。彼らは女王バチとの交尾によってのみ、二倍体の雌（働きバチや新しい女王バチ）を生み出します。このため、雄バチは「父がなく、雄の子もない」という独特なライフサイクルを送ることになります。一方、雌である働きバチや新しい女王バチは受精卵から生まれ、母親（女王）から半分、父親（雄バチ）から残りの半分の遺伝子を受け継ぎます。

ミツバチの女王バチは複数の雄と交尾することもありますが、もし単一の雄とだけ交尾した場合、そこから生まれた姉妹（働きバチ同士）は、平均して全遺伝子の約3/4を共有するという高い血縁度を示します。これは、通常の二倍体生物における姉妹間の平均的な遺伝子共有率（1/2）と比較して顕著に高い値です。この遺伝子の共有率、あるいは血縁係数は、生物学的な関係性の近さを測る指標となります。

半倍数性システム下では、血縁係数の計算も独特な結果をもたらします。例えば、母親（二倍体）から見た息子（一倍体）への血縁係数は1/2ですが、息子（一倍体）から見た母親への血縁係数は1と計算されることがあります。これは、息子が持つ全ての遺伝子は、必ず母親も持っているという一倍体ならではの性質に由来します。

この半倍数性システムがもたらす、特に姉妹間の高い血縁度（3/4）は、社会性昆虫に見られる利他的な行動、例えば働きバチが自らの繁殖能力を犠牲にして女王バチの繁殖や巣の維持に専念するといった行動を進化させた主要な要因であるとする説があります。これは「3/4仮説」または「半倍数仮説」と呼ばれ、一般的に受け入れられています。しかし、高い血縁度が利他行動を直接引き起こしたのか、あるいは利他行動という社会的な性質が進化した結果として、たまたま半倍数性を持つ生物で社会性が発達したのか、といった因果関係については、現在も生物学者の間で議論が続いています。

また、半倍数性を持つ雌の祖先の数を辿ると、その数がフィボナッチ数列（1, 2, 3, 5, 8...）に従うという興味深いパターンが見られます。これは、一倍体の雄には父親がいないというシステムが作り出す、独特な祖先構成の結果です。

半倍数性は、生物界における多様な性決定メカニズムの一例であり、特に社会性昆虫の複雑な社会構造や行動様式を理解する上で、非常に重要な視点を提供しています。

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