Сексуальная антагонистическая коэволюция
Сексуальная антагонистическая коэволюция обратного -это связь между мужчинами и женщинами, где сексуальная морфология со временем меняется, чтобы противодействовать половым чертам для достижения максимального репродуктивного успеха . Это сравнивалось с гонкой вооружений между полами. Во многих случаях поведение спаривания женщины мужского пола наносит ущерб физической форме . [ 1 ] Например, когда насекомые размножаются с помощью травматического оплодотворения , это очень невыгодно для здоровья женщины. Во время спаривания мужчины будут пытаться осеменять как можно больше женщин, однако, тем больше раз, тем более , тем меньше вероятность выжить. [ 2 ] Женщины, которые обладают чертами, чтобы избежать многочисленных составаний, с большей вероятностью выживут, что приведет к изменению морфологии . У мужчин гениталии относительно просты и чаще варьируются среди поколений по сравнению с женскими гениталиями . Это приводит к новой черте, которой женщины должны избегать, чтобы выжить.
Кроме того, сексуальная антагонистическая коэволюция может быть причиной быстрой эволюции, как считается, имеет место в семенных белках, известных как ACP у видов Drosophila melanogaster . В то время как ACP облегчают взаимовыгодный исход повышения выработки потомства, несколько ACP оказывают вредное влияние на женскую физическую форму, поскольку они токсичны и сокращают ее продолжительность жизни. Это приводит к антагонистической коэволюции, поскольку женщина должна развиваться, чтобы защитить себя. Когда самка Drosophila melanogaster экспериментально не позволяет эволюции с мужчинами, мужчины быстро адаптируются к статическому женскому фенотипу . [ 3 ] Эта мужская адаптация приводит к снижению выживаемости женщин, которое опосредовано повышенной скоростью передачи и увеличением токсичности ACP в семинальной жидкости. Поскольку нерепродуктивные белки не ощущают такое же эволюционное давление, как ACP, они не развиваются почти так же быстро. В соответствии с теорией гонки вооружений, анализы ДНК выявляют дважды увеличение дивергенции ACP по сравнению с нерепродуктивными белками. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
Женская коэволюция
[ редактировать ]Для многих женщин воспроизведение может быть очень опасным и невыгодным, как в случае упомянутых ранее постельных клопов . Поэтому женщины, которые обладают чертами, где они могут уменьшить воздействие мужского поведения, - это те, кто выживет и продолжит воспроизводить. Есть много способов, которыми женщина может «защищать» себя на натиск потенциальных товарищей. [ Цитация необходима ]
Сперматека/псевдосперматека
[ редактировать ]У женщин очень сложная и чрезвычайно изменчивая репродуктивная система , широко известная как сперматека . Некоторые виды не имеют сперматеки в традиционном смысле, но обладают псевдосперматекой . Обе формы играют важную роль в хранении спермы и оплодотворения . В семействе Tingidae Pseudospermatheca расположены у основания яйцеклета и предположительно, что они функционировали как сперматека в какой -то момент времени. [ 7 ] Теперь они служат хранением для спермы , где женщина может представить сохраненную сперму в свои яйца , когда она находит ее оптимальной. Именно этот фактор поместил женщин на сиденье водителя эволюции. Эти органы дают женщинам возможность выбирать, какую сперму они будут использовать для оплодотворения яйца. У мужчин теперь есть еще один фактор, который им нужен. В случае D. melanogaster женщины будут спариваться несколько раз, а затем изгнают лишнюю сперму, в которой она не нужна. Тем не менее, ни первый, ни второй помощник не знают, является ли это его сперма, которая была развеяна, потому что в любой посткопуляторный момент женщина может хранить сперму более чем одного мужчины. [ 8 ]
Ферменты, секретируемые женщинами
[ редактировать ]Ферменты, секретируемые женскими репродуктивными путями, могут также играть роль в сексуальной антагонистической коэволюции с мужчинами. У видов дрозофилы большая группа ферментов, известных как сериновые протеазы, была связана с женскими органами хранения сперматозоидов (в частности, сперматекой) посредством генетического секвенирования и анализа. Предполагается, что эти протеазы разбивают различные белки в мужской семенной жидкости . [ 9 ] Это приведет к тому, что женщины выбирают для мужчин, которые могут преодолеть эти пищеварительные ферменты , будь то с помощью генетических вариаций или физиологической способности производить большее качество или количество сперматозоидов. [ Цитация необходима ]
Поведение
[ редактировать ]Прежде чем мужчина даже должен начать беспокоиться, будет ли женщина использовать его сперму или нет, он должен спариваться с ней, что может быть проблемой внутри себя. Потенциальные товарищи часто играют в игру настойчивость и сопротивление. В случае водных стридеров (род Gerris ) мужчины будут преследовать женщин и пытаются понять их, преследуя и бросаясь на них. Женщины могут быть чрезвычайно уклончивыми и часто отражают эти агрессивные атаки. Даже когда женщина, наконец, схватилась, она продолжает бороться. Тем не менее, этот тип избегания очень дорого для женщины, поэтому ей приходится сбалансировать стоимость спаривания и стоимость сопротивления. [ 10 ] Тем не менее, у видов с однократными женщинами, такими как Fly Prochyliza Xanthostoma , стоимость сопротивления спаривания низкая по сравнению с преимуществами уклонения низкокачественного мужчины. [ 11 ]
Мужская коэволюция
[ редактировать ]Как и женщины, мужчины разработали ответы на противоречивые эволюционные адаптации противоположного пола. Ответы у насекомых могут варьироваться как в гениталиях, так и в структурах сперматозоидов, наряду с изменениями в поведении. [ Цитация необходима ]
Spiny genitalia
[ редактировать ]Мужские гениталии развиваются быстрее и расходящимися у животных. Колючие гениталии могут помочь в соревнованиях мужского мужчин. У семенных жуков колючие гениталии помогают с якорем во время совокупления и позволяют быстрому проходить к репродуктивному тракту женщины, тем самым преодолевая женские барьеры для спермы. Женщины страдают от расходов в результате травм, но мужчины не получают непосредственного извлечения от вреда, причиненного их товарищам. Ущерб, такой как рубцы , увеличивается в женском тракте с количеством состава. У семенных жуков существует положительная корреляция между степенью вредности гениталий мужчин и толщиной или подкреплением стены бурсы копулатрисы в репродуктивном тракте женщины. В результате соединительная ткань женщин в копуляторных трактах увеличивалась по толщине. [ 12 ] Тем не менее, женщины с более толстым копуляторным путем положительно коррелировали с количеством рубцов, что позволяет предположить, что рубцы являются низкой мерой затрат для женщин. Женщины развивались другими способами, такими как инвестиции в иммунокаспособность , чтобы помочь с травмой, связанной во время совокупления. [ Цитация необходима ]
Совокупление
[ редактировать ]У мужских постельных клопов есть уникальный способ совокупления, называемый травматическим осеменением. Мужчины используют свой индуцитационный орган , чтобы нанести удар и осеменение женщин через брюшную стенку, даже если женщины содержат генитальный тракт. Мужские клочки могут также регулировать свой эякулятный объем и время совокупления посредством наличия эякулятов у женщин для сохранения сперматозоидов и определения исходов отцовства. [ 2 ] Самки развили парагентальную систему для противодействия травматическим осеменению. Парагентальная система содержит мезоспермалег , где сперма наносится. Сперма мигрирует через кровь на место хранения спермы и яйцеклетки, а затем в яичники, чтобы оплодотворить яйца. Женские клочные клочки также развивали физиологические из -за присутствия фагоцитарных клеток в мезоспермале, которые проглатывают сперму после спаривания. [ Цитация необходима ]
Время развития
[ редактировать ]Выбор времени развития часто является сексуально антагонистическим. У семенных жуков популяции различались по времени развития и темпам роста между полами. Фитнес популяции не имеет значения ни размера тела, ни для темпов роста, но различия в времени развития были в значительной степени связаны с физической подготовкой населения. [ 13 ] У женщин гены, связанные с длительным временем развития, приводят к высокой плодовитости и спариванию сразу же после Эклозии . Мужчины имеют более короткое время развития и становятся ранними ( протанри ), что приводит к большим возможностям оплодотворения. [ Цитация необходима ]
Длина хвоста спермы
[ редактировать ]Конкуренция между различными мужскими фенотипами также существует на микромасштабном уровне. было обнаружено В Drosophila , что существует положительная корреляция между длиной хвостов сперматозоидов мужского пола и размером семенного сосуда, обнаруженного у женщин. [ 14 ] Было обнаружено, что женщины с большими семенными сосудами «выбирайте» сперму с длинными хвостами над спермой с короткими хвостами. Хотя женщины, кажется, «отдают предпочтение» этой черте, репродуктивное преимущество для длинных хвостов не было обнаружено, за исключением лучшего соответствия женщинам с большими семенными сосудами. Эта дискриминация напоминает модель Fisherian Runaway , поскольку женщины могут выбирать для длинных хвостов, основанных исключительно на унаследованной желательности, и захотят передать эту черту, что улучшит сексуальный успех их мужского потомства. Это также может быть примером модели «хороших генов» сексуального отбора , поскольку были обнаружены корреляции между длиной хвоста сперматозоидов и физиологическим состоянием мужчины. [ Цитация необходима ]
Гибкость гениталий
[ редактировать ]В случае мухи Neriid, Derocephalus angusticollis , у мужчин, у мужчин, есть гибкий aedeagus . У этого вида самки устроили спиральные яйца, которые приводят к сперматеке, что, в свою очередь, затрудняет мужчинам, чтобы добраться до области, необходимой для освобождения спермы. После того, как совокуплена, мужчины способны разворачивать свою эдеагус и использовать его гибкость для маневрирования спиральных яйцеклеток. [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эберхард В. (2006). «Сексуально антагонистическая коэволюция у насекомых связана только с ограниченным морфологическим разнообразием» . Журнал эволюционной биологии . 19 (3): 657–81. doi : 10.1111/j.1420-9101.2005.01057.x . PMID 16674564 . S2CID 698028 .
- ^ Jump up to: а беременный Шива-Джоти, MT; Штутт, А.Д. (2003). «Вопрос вкуса: прямое обнаружение статуса спаривания женского спаривания в кровати» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 270 (1515): 649–52. doi : 10.1098/rspb.2002.2260 . PMC 1691276 . PMID 12769466 .
- ^ Райс, WR (1996). «Сексуально антагонистическая мужская адаптация, вызванная экспериментальным арестом эволюции женского пола». Природа . 381 (6579): 232–4. Bibcode : 1996natur.381..232r . doi : 10.1038/381232A0 . PMID 8622764 . S2CID 4308325 .
- ^ Civetta, A.; Сингх Р. (1995). «Высокая дивергенция белков репродуктивного тракта и их связь с постзиготической репродуктивной изоляцией у Drosophila melanogaster и видов групп Drosophila virilis». Журнал молекулярной эволюции . 41 (6): 1085–95. Bibcode : 1995jmole..41.1085c . doi : 10.1007/bf00173190 . PMID 8587107 . S2CID 5687035 .
- ^ Свансон, WJ; Кларк, Аг; Уолдрип-Дейл, HM; Wolfner, MF ; Aquadro, CF (2001). «Эволюционный анализ EST идентифицирует быстро развивающиеся мужские репродуктивные белки у дрозофилы» . Труды Национальной академии наук . 98 (13): 7375–9. Bibcode : 2001pnas ... 98.7375s . doi : 10.1073/pnas.131568198 . PMC 34676 . PMID 11404480 .
- ^ Panhuis, TM; Кларк, NL; Swanson, WJ (2006). «Быстрая эволюция репродуктивных белков в абалоне и дрозофиле» . Философские транзакции Королевского общества B: биологические науки . 361 (1466): 261–8. doi : 10.1098/rstb.2005.1793 . PMC 1569613 . PMID 16612885 .
- ^ Marchini, D.; Бен, GD; Даллай, Р. (2009). «Функциональная морфология женского репродуктивного аппарата пириоидов Стефанита (Heteroptera, Tingidae): новая роль для псевдосперматеков». Журнал морфологии . 271 (4): 473–82. doi : 10.1002/jmor.10811 . PMID 19941380 . S2CID 7316706 .
- ^ Маньер, MK; Белот, JM; Бербен, KS; Новиков, Д.; Стюарт, WT; Pitnick, S. (2010). «Решение механизмов успеха конкурентного оплодотворения у Drosophila melanogaster». Наука . 328 (5976): 354–7. Bibcode : 2010sci ... 328..354M . Citeseerx 10.1.1.363.4222 . doi : 10.1126/science.1187096 . PMID 20299550 . S2CID 23053089 .
- ^ Prokupek, A.; Хоффманн, Ф.; Eyun, Si; Moriyama, E.; Чжоу, М.; Харшман Л. (2008). «Эволюционный экспрессированный анализ тегов последовательности генов сперматеки дрозофилы» . Эволюция 62 (11): 2936–47. doi : 10.1111/j.1558-5646.2008.00493.x . PMID 18752616 . S2CID 33477158 .
- ^ Rowe, L.; Arnqvist, G. (2002). «Сексуально антагонистическая коэволюция в системе спаривания: объединение экспериментальных и сравнительных подходов для решения эволюционных процессов». Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 56 (4): 754–767. doi : 10.1554/0014-3820 (2002) 056 [0754: saciam] 2.0.co; 2 . PMID 12038533 . S2CID 23103457 .
- ^ Бондьюрианский, Рассел; Роу, Локк (2003). «Взаимодействие между механизмами сексуального отбора на мужском размере тела и форме головы на сексуальной диморфной мухе». Эволюция 57 (9): 2046–2053. doi : 10.1111/j.0014-3820.2003.tb00384.x . ISSN 1558-5646 . PMID 14575326 . S2CID 17859519 .
- ^ Ronn, J.; Катвала, М.; Arnqvist, G. (2007). «Коэволюция между вредными мужскими гениталиями и устойчивостью к женскому устойчивости у семенных жуков» . Труды Национальной академии наук . 104 (26): 10921–5. BIBCODE : 2007PNAS..10410921R . doi : 10.1073/pnas.0701170104 . PMC 1904142 . PMID 17573531 .
- ^ Arnqvist, G.; Туда, М. (2009). «Сексуальный конфликт и гендерная нагрузка: коррелированная эволюция между физической подготовкой населения и сексуальным диморфизмом у семенных жуков» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 277 (1686): 1345–52. doi : 10.1098/rspb.2009.2026 . PMC 2871940 . PMID 20031994 .
- ^ Миллер, GT; Питник, С. (2002). «Коэволюция сперматозоидов у дрозофилы». Наука . 298 (5596): 1230–3. Bibcode : 2002sci ... 298.1230M . doi : 10.1126/science.1076968 . PMID 12424377 . S2CID 46698905 .
- ^ Ванна, Элеонора; Татарник, Николай; БОНДУРИАНСКИЙ, Рассел (2012-12-01). «Асимметричная репродуктивная изоляция и интерференция в мух нерид: роли морфологии и поведения половых органов». Поведение животных . 84 (6): 1331–1339. doi : 10.1016/j.anbehav.2012.08.025 . ISSN 0003-3472 . S2CID 53191020 .