Les cellules haploïdes sont des cellules constituées d’une seule paire de chromosomes, qui sont des structures du noyau cellulaire contenant des informations génétiques responsables de la transmission de traits héréditaires à la progéniture. Alors que la plupart des cellules adultes des organismes eucaryotes sont diploïdes, possédant chacune deux ensembles de chromosomes, les mâles adultes de l’ordre des insectes hyménoptères des fourmis, des guêpes et des abeilles sont composés de cellules haploïdes. Les spermatozoïdes et les ovules de la plupart des organismes sont également de nature haploïde jusqu’à ce qu’ils s’unissent dans le processus de fécondation et deviennent diploïdes.
L’information chromosomique est utilisée pour perpétuer une espèce, et cette information est jointe lorsque les cellules sexuelles mâles et femelles sont unies afin que les informations génétiques partagées des deux parents puissent profiter à la progéniture en lui offrant de nombreux traits potentiellement dominants. Certains descendants, cependant, n’ont pas besoin de ce niveau d’information génétique pour remplir leur fonction. Les guêpes, les fourmis et les abeilles mâles ne contiennent que des cellules haploïdes car elles se développent à partir d’œufs non fécondés en adultes. Chez certaines espèces de champignons et d’algues également, les structures cellulaires haploïdes sont la norme.
Les plantes ont la capacité de basculer entre un état haploïde et un état diploïde ou un état double haploïde, qui est maintenant une caractéristique importante de la sélection végétale pour contrôler les caractéristiques génétiques de cultures telles que l’orge, le tabac et le colza. Plus de 250 espèces de plantes ont maintenant été génétiquement modifiées pour devenir des haploïdes doubles, en utilisant des méthodes de reproduction asexuée, ou parthénogenèse, pour produire une progéniture sans fécondation et éliminer les chromosomes indésirables. L’un des avantages supplémentaires des plantes haploïdes doubles est que leur progéniture est génétiquement identique aux plantes mères, ce qui élimine les variations de cultures en aval lors de la reproduction diploïde traditionnelle.
Un des inconvénients des organismes haploïdes, qu’ils soient naturels ou génétiquement modifiés, est que, si un gène s’avère défectueux, il n’en existe pas de copie identique pour remplir sa fonction à sa place comme cela existe avec les cellules diploïdes. Chaque gène d’un organisme haploïde est exprimé efficacement, soit en remplissant correctement sa fonction, soit en affectant négativement la santé et la viabilité de l’organisme. En examinant les cultures de levure haploïdes, les preuves suggèrent également, cependant, que le taux de mutation dans les organismes est effectivement double dans les cellules diploïdes, puisque les cellules haploïdes ont seulement la moitié moins de gènes qui peuvent muter.
La biologie évolutive recherche depuis un certain temps la cause de la dominance des cellules diploïdes et de la reproduction sexuée sur la reproduction asexuée. La recherche indique que les organismes haploïdes sont plus rares non pas parce qu’ils sont plus vulnérables aux stress environnementaux, mais parce que les organismes haploïdes perdent leur capacité de reproduction au cours des générations suivantes. La forme sexuelle est donc probablement la principale raison pour laquelle les haploïdes sont de nature rare, même s’ils sont moins sensibles aux mutations nocives que les diploïdes peuvent subir.