Under våren 2018 snubblade Erin Krichilsky över det mest förbryllande bi hon någonsin sett.
Men medan den högra sidan av ansiktet hade en kraftig, robust käklinje trimmad med små tänder – egenskaper som normalt finns hos en hona – hade den vänstra halvan av insektens mugg de känsliga, vassiga dragen hos en hane. En snabb överblick över resten av biets kropp avslöjade mycket av samma sak: en hon till höger, en han till vänster. Det var som om någon hade klippt ett hanbi och ett honbi i två delar och sytt ihop hälften av dem.
Som Krichilsky, som då var forskningsassistent vid Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) i Panama, tittade in i mikroskopet på den 4 millimeter långa insekten, insåg hon att hon hade hittat något extraordinärt. ”Det var den här supercoola individen som inte alls liknade det jag var van vid att se”, minns hon. ”Det var en mycket spännande dag.”
Denna mystiska insekt, som nyligen beskrevs i Journal of Hymenoptera Research, var en ytterst sällsynt gynandromorf – ett djur som anatomiskt sett är halvt manligt och halvt kvinnligt – den första som någonsin identifierats hos arten Megalopta amoena, en typ av svettbi som finns i Central- och Sydamerika.
I motsats till hermafroditer, som ofta till det yttre ser ut att vara manliga eller kvinnliga men har båda könsorganen, kan gynandromorfer skryta med hela kroppar som är sexuella mosaiker. På grund av att de är sällsynta i naturen är dessa könsuppdelade individer dåligt kända. Ändå har forskare dokumenterat gynandromorfer hos varelser som sträcker sig från fjärilar och kräftdjur till reptiler och fåglar – allt med bokstavligen blandade resultat.
En annan Megalopta gynandromorf har visat sig för forskarna tidigare: en hane-kvinna-hybrid hos en närbesläktad svettbi-art som heter Megalopta genalis, som identifierades 1999. Under de två decennierna sedan dess har STRI-forskare samlat in och analyserat tiotusentals andra bin utan att avslöja ett andra exempel, vilket gör att det nya Megalopta amoena-exemplarets nyligen inträffade och slumpmässiga framträdande är ett välkommet extranummer, säger Krichilsky.
Laget analyserade inte binas gener för att bekräfta dess gynandromorfiska status. Men insektens asymmetriska anatomi var en slags dödlig avslöjande, säger studiens författare Adam Smith, biolog vid George Washington University.
Generellt sett lever bin, getingar och myror – som tillhör gruppen Hymenoptera – i matriarkala samhällen där honorna ”gör allt det som gör bin intressanta”, säger Smith. ”De samlar in pollen, bygger bon och tar hand om barnen.” Därför har evolutionen utrustat dessa damer med egenskaper som är kompatibla med deras oändliga lista av sysslor: starka käkar som kan gräva sig in i trä, tjocka, håriga bakben som kan fånga och transportera pollen och en vass stingel för att försvara sig.
Hanarna däremot ”gör inget användbart förutom att para sig”, säger Smith, och har en svag fysik som matchar detta.
Och även om forskarna inte är säkra på exakt hur detta bisarra bi kom till, kan studier av liknande insekter ge några ledtrådar. För flera år sedan analyserade ett annat forskarlag under ledning av biexperten Benjamin Oldroyd från University of Sydney generna hos flera gynandromorfiska honungsbin och kom fram till att han- och kvinnohybriderna troligen var resultatet av ett utvecklingsmissöde.
I människor bestäms det biologiska könet av två könskromosomer – en från mamma och en från pappa. Om man ärver två X ger det en hona, medan ett X parat med ett Y ger en hane. Men bin gör saker och ting lite annorlunda. Alla befruktade ägg, som bär på genetiskt material från en mamma och en pappa, kläcker honbin. Obefruktade ägg kan dock fortfarande ge avkomma: faderlösa hanar som bara bär på en uppsättning kromosomer från sin mamma – hälften av vad som finns hos honorna. Könet bestäms med andra ord av mängden genetisk information i binas celler.
I mycket, mycket sällsynta fall kan en andra spermie smyga sig in i ett redan befruktat ägg – en blivande hona – och börja kopiera sig själv, förklarar Oldroyd. Detta skapar två asymmetriska linjer som var och en befolkar sin egen halva av det växande embryot: en som uppstår ur föreningen mellan ägget och den första spermien som utvecklas till en hona, och en annan som föds enbart ur den andra, frihjuliga spermien. Eftersom denna andra spermie aldrig förenas med sitt eget ägg, förblir kromosomantalet i dess linje lågt, vilket skapar endast manliga celler.
Dessa dubbla befruktningshändelser tycks förklara åtminstone vissa gynandromorfer hos honungsbina, även om manligt-kvinnliga hybrider hos andra arter kan manifestera sig på andra sätt. En annan förklaring kan vara att en cell i ett typiskt kvinnligt embryo gör ett misstag när den kopierar sig själv, vilket genererar en kvinnlig cell och en manlig cell i stället för två kvinnliga celler. Dessa nya celler skulle sedan fortsätta att dela sig oberoende av varandra, vilket skulle ge två sexuellt avvikande linjer.
Ettdera eller inget av dessa scenarier kan ha utspelat sig i det nya Megalopta-biet, som sedan dess har odödats i STRI:s samlingar. Utan att dissekera exemplaret och analysera dess arvsmassa kan forskarna inte säga det.
Innan Megalopta-biet dog bestämde sig dock Krichilsky och hennes kollegor för att utföra ett annat slags test: att spåra dess dagliga sömncykel. När de satte insekten i en aktivitetsmonitor fann de att den vaknade lite tidigare för att leta efter mat än typiska hanar och honor av arten.
Med bara ett exemplar att studera kan teamet inte dra några säkra slutsatser om denna beteendemässiga egenhet. ”Kanske är det konstigt för att det är en gynandromorf”, säger Smith. ”Eller så är den bara konstig för att den är konstig.”
Tillbaka till det är lagets resultat anmärkningsvärt bara för att de innehåller beteendedata överhuvudtaget, säger Sydney Cameron, entomolog vid University of Illinois at Urbana-Champaign, som inte var inblandad i studien. De flesta gynandromorfer upptäcks först efter att de har dött och förvarats i museisamlingar, vilket gör det omöjligt att veta hur de navigerade i sin omgivning och sina sociala relationer i livet. Även om det här exemplaret inte kan tala för alla gynandromorfer, säger Cameron, är dess handlingar intressanta att dokumentera.
Ehab Abouheif, en biolog vid McGill University som inte var involverad i studien, betonar vikten av att inte avfärda gynandromorfer som ”naturens missfoster”. Arter kan bara överleva och bestå om deras populationer är diversifierade. I det ljuset är ovanliga individer inte fel som ska avskrivas – de är foder för anpassning.
Många, om inte de flesta, gynandromorfer är troligen infertila och grundlägger troligen inte nya arter själva. Men utvecklingsförändringar som suddar ut de anatomiska gränserna mellan könen kan fortfarande driva på evolutionen i andra sammanhang, menar Smith. Hos vissa parasitiska bin, till exempel, har honorna förlorat många av de vanliga egenskaper som gör andra arter feminina, och de kan nästan verka manliga.
Den här typen av sexuell rörlighet ”sker förmodligen oftare än vad vi är medvetna om” i naturen, säger Krichilsky. ”Det finns vissa nischer som upptas av en mer typiskt kvinnlig eller manlig art. Kanske kan de ockupera något däremellan, eller båda – eller bli en helt ny organism.”
Ovanligt nog är gynandromorfer ”fortfarande bin, precis som andra bin”, säger hon. ”Och vi kan lära oss mycket av dem.”