Половой отбор у насекомых
Половой отбор у насекомых связан с тем, как функционирует половой отбор у насекомых . У самцов некоторых видов развились преувеличенные украшения и механизмы самозащиты. Эти черты играют роль в повышении репродуктивных ожиданий самцов, вызывая конкуренцию между самцами или влияя на выбор партнера самкой . [1] и его можно рассматривать как действующее на трех разных уровнях: индивидуумы, колонии и популяции внутри территории. [2]
Тактика спаривания самцов [ править ]
Количество доступного пространства и время, как самца, так и самки, обычно определяют место совокупления. Многие самцы перепончатокрылых постоянно летают вокруг определенных мест, обычно верхушек высоких деревьев, вершин или вдоль живых изгородей, где находятся доступные самки, поскольку они также могут быть ресурсом, посещаемым самками с целью кормления. У медоносных пчел королевы присоединяются к месту спаривания в одиночку, а затем их преследует динамичный рой самцов. Те, кто находится в передней части линии, обычно достигают успеха в размножении. Королева обычно спаривается с двенадцатью самцами в среднем за два брачных полета и хранит сперму на протяжении всей своей жизни. В колониях содержится много самцов, но лишь несколько маток, поэтому лишь очень немногие самцы могут успешно спариваться с маткой. [3]
Onthophagus taurus — вид навозных жуков. Конкуренция за оплодотворение самок возникает, когда самцы испытывают силу за обладание туннелями для размножения. Эта конкуренция является характерной особенностью системы спаривания этих жуков. Когда ионизирующее излучение применяется к самцам, индуцируются мутации, которые уменьшают проявление прекопулятивных половых признаков, связанных с силой, таких как конкуренция за туннели для размножения. [4] Однако полового отбора самок оказалось достаточно, чтобы удалить такие мутации из потомства через два поколения.
Роли [ править ]
Самцы могут быть более разборчивыми, чем самки. В качестве подношения самцы способны обеспечивать секреты свадебных подарков, которые могут быть более дорогими, чем вложения в женскую репродуктивную функцию. [1] родительская забота, при которой репродуктивные затраты у самцов выше, чем у самок, поскольку они вкладывают большое количество ресурсов и времени после оплодотворения яиц, а также в места поиска пищи и гнездования самок. Более того, эти факторы уменьшают их последующие репродуктивные возможности самцов и доступность самцов. Пример родительской заботы самцов можно найти у водяных клопов -белостоматид , у которых самец после оплодотворения яиц позволяет самке приклеить икру к себе на спину. Он высиживает их, пока 2–4 недели спустя нимфы не вылупятся. Яйца большие и снижают способность самца оплодотворять других самок и ловить добычу, а также повышают риск нападения хищников. [5] [6]
Женщины обычно конфликтуют из-за приобретения ресурсов, а также имеют тенденцию конкурировать за ресурсы, предоставляемые мужчинами, что приводит к смене половых ролей. Женщины конкурируют за монополизацию родительской заботы. [7] и вытесняют соперников с помощью клапсеров, которые, по-видимому, специализируются на удержании самцов, избегая попыток захвата со стороны других самок.
Характеристики [ править ]
Конкуренция между самцами за доступ к самкам и за ресурсы, которые самки требуют для себя и своего потомства, является обычным явлением и может объяснить морфологические фенотипические черты и поведение, такие как крупный размер тела, вооружение, территориальность и раннее половое созревание, которые увеличивают их возможности получения доступа к самкам. [8] У многих социальных насекомых более крупные самцы более конкурентоспособны и имеют тенденцию монополизировать самок или необходимые им ресурсы. У пчел самки могут выбирать самцов, которые быстрее, ловчее и настойчивее летают. Изолирование самок и принудительное совокупление также могут способствовать увеличению размеров самцов. Самцы с более длинными рогами и челюстями могут использовать их для борьбы или для попыток захватить власть, когда соперники совокупляются. У видов жуков рога самца могут быть такой же длины, как и тело самца. Раннеполовозрелые самцы могут начать репродуктивную жизнь раньше остальной части мужского населения. В условиях жесткой конкуренции за оплодотворение самок раннеспелые самцы меньше по размеру, но в некоторых случаях, когда ухаживание происходит на земле и достигают наибольшего репродуктивного успеха, им может быть отдано предпочтение. Таким образом, у мухи Drosophila suboscura более мелкие самцы лучше, чем крупные, выслеживают самок во время брачного танца. [9]
Влияние спаривания на физическую форму самок может варьироваться в зависимости от того, какую выгоду получают самки от самцов в результате своего выбора. Прямые выгоды включают пищевые ресурсы, которые будут использовать самки, пожертвование еды самкам, самцы, предлагающие добычу самке, что наблюдается у скорпионовых и танцующих мух. Некоторые виды прямокрылых, бабочки, мухи и самцы жуков могут жертвовать самкам секреты или питательные вещества, которые передаются с эякулятом или вырабатываются мужскими железами, что может способствовать увеличению плодовитости самок. У зеленовато-белой ( Pieris napi ) девственный самец может переносить эякулят, содержащий 14% азота по сухой массе. Самки используют питательные вещества, переданные от самца, для увеличения количества питательных веществ. Эти питательные вещества в значительной степени способствуют обеспечению успешного производства яиц. Положительная взаимосвязь между количеством полученного эякулята и репродуктивной способностью в течение всей жизни, поскольку материал, передаваемый мужчинами, увеличивает продолжительность жизни женщин. У некоторых видов насекомых самцы могут пожертвовать некоторые части тела самкам, такие как шпоры на ногах или мясистые задние крылья прыгающекрылых сверчков, или же они могут быть полностью съедены, как это происходит у богомолов и некоторых двукрылых , а также у некоторых паукообразных скорпионов и видов пауков . [2]
Сексуальные феромоны [ править ]
Сексуальные феромоны определяются как запахи и являются одним из распространенных способов, с помощью которых социальные самцы насекомых находят самок для спаривания. Они могут быть произведены как у мужчин, так и у женщин. Основная роль феромонов — инициировать поведенческие взаимодействия между двумя полами. [10] В конечном итоге это объединяет полы для спаривания. Кроме того, самки дискриминируют партнеров по своим половым феромонам. [11] Феромоны ухаживания во многих случаях выделяются самцами. У королевы бабочки Danaus gilippus и арктической бабочки Utetheisa ornatrix для успешного спаривания самцов необходима химическая стимуляция самки. [1]
Акустические и визуальные сигналы [ править ]
У таких видов, как семейство жесткокрылых Lampyridae , самцы летают в темноте и испускают характерные для этого вида световые вспышки, на которые отвечают сидящие восприимчивые самки. Цвет и временное изменение вспышки способствуют успеху в привлечении самок. [12] Акустические сигналы производятся многими группами, в том числе несколькими видами прямокрылых, нейроптеридами , цикадами , мухами, пещерными планантропами, листовертками и древесными цикадками . У сверчков и других прямокрылых громкое и/или непрерывное пение часто привлекает больше самок. У других насекомых самки могут выбирать себе партнера в зависимости от особенностей его песни. В любом случае, возможно, что самки сравнивают песни нескольких самцов, прежде чем сделать выбор. [13]
Синдром женского призыва возникает, когда самки социальных насекомых издают типичный крик самцам в непосредственной близости от их родных гнезд. Самцы, привлеченные этим призванием, активно летают в поисках потенциальных партнеров. Их брюшки поднимаются, и начинают выступать жала. Ядовитые железы являются основой химического аттрактанта самцов. У Xenomyrmex floridanus ядовитые железы и брюшки королевы одновременно привлекали самцов и вызывали совокупление. [11]
Удаление вредных мутаций [ править ]
Callosobruchus maculatus — вид жуков, также известный как вигный семенной жук. Рецессивные вредные мутации этого жука обычно подвергаются прямому отбору у самцов, но не у самок. [14] Мутации, оказывающие пагубное влияние на рост популяции из-за их воздействия на самок, могут быть косвенно отобраны и эффективно уничтожены с помощью их братьев и сестер мужского пола. [14]
Tribolium castaneum — это вид жука, также известного как красный мучной жук. Когда экспериментальные популяции красного мучного жука подвергались сильному половому отбору в течение нескольких лет, они стали устойчивыми к вымиранию. Более того, когда таких жуков подвергали инбридингу, они сохраняли приспособленность до 20 поколений. [15] Однако экспериментальные линии, полученные из популяций, в которых половой отбор отсутствовал или был слабым, испытали быстрое снижение приспособленности при инбридинге, и все эти популяции вымерли в течение 10 поколений. На основании этих результатов был сделан вывод, что половой отбор снижает мутационную нагрузку и тем самым повышает жизнеспособность популяции.
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Кастильо, генеральный директор RC M ES PL – генеральный директор PL –. ВИ,
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Стертевант, Очерки BYAH по эволюции социальных насекомых. О влиянии отбора на социальных насекомых. 13, 74–76 (2013)
- ^ Руководство, TR «Социальные насекомые: пчелы, осы, муравьи и термиты». Справочное руководство для учителей. (2011)
- ^ Альмбро М., Симмонс Л.В. Половой отбор может устранить экспериментально вызванную мутационную нагрузку. Эволюция. Январь 2014 г.;68(1):295–300. дои: 10.1111/evo.12238. Epub, 6 сентября 2013 г. PMID 24372608.
- ^ Гилберт, Джеймс DJ; Маника, Андреа (30 апреля 2015 г.). «Эволюция родительской заботы у насекомых: проверка современных гипотез» . Эволюция . 69 (5): 1255–1270. дои : 10.1111/evo.12656 . ПМЦ 4529740 . ПМИД 25825047 .
- ^ Press, C. & Sciences, B. Селекция и социальные насекомые Социальные насекомые дают самые неожиданные и приносящие удовлетворение предсказания. 48, 165–175 (2013)
- ^ Айленд, С. Соотношение полов в полевых популяциях Reticulitermes spp. (Изоптеры)
- ^ Нонакс, П. Родство, зеленобородые и безудержный социальный отбор в эволюции социального сотрудничества насекомых. 2011, (2011)
- ^ Баер, Б. Шмели как модельные организмы для изучения мужского полового отбора у социальных насекомых. Поведенческая экология и социобиология 54, 521–533 (2003)
- ^ Кувиллон, MJ и др. Половой отбор медоносных пчел: разнообразие колоний и важность размера для успеха спаривания самцов. Поведенческая экология 21, 520–525 (2010)
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Герберс, «одна особая трудность» Дж. М. Дарвина: празднование 200-летия Дарвина. Biology Letters 5, 214–7 (2009).
- ^ Кувиллон, MJ и др. Половой отбор медоносных пчел: разнообразие колоний и важность размера для успеха спаривания самцов. Поведенческая экология 21, 520–525 (2010).
- ^ Тарпи, Д.Р., Нильсен, Р. и Нильсен, Д.И. Научная заметка о пересмотренных оценках эффективной частоты отцовства у Apis. Общество насекомых 51, 203–204 (2004)
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Гришоп К., Маурицио П.Л., Арнквист Г., Бергер Д. Отбор самцов очищает мутационную нагрузку на женскую приспособленность. Эвол Летт. 26 июня 2021 г.;5(4):328-343. дои: 10.1002/evl3.239. ПМИД 34367659; PMCID: PMC8327962
- ^ Ламли А.Дж., Михальчик Л., Китсон Дж.Дж., Спергин Л.Г., Моррисон Калифорния, Годвин Дж.Л., Дикинсон М.Э., Мартин О.Ю., Эмерсон BC, Чепмен Т., Гейдж М.Дж. Половой отбор защищает от вымирания. Природа. 25 июня 2015 г.;522(7557):470-3. дои: 10.1038/nature14419. Epub 2015, 18 мая. PMID 25985178.
| Темы |  | |
|---|---|---|
| Группы | ||
| В культуре | ||
| Пионеры, работы |
| |