Jump to content

Интерлокусный сексуальный конфликт

Интерлокусный сексуальный конфликт — это тип сексуального конфликта , который возникает в результате взаимодействия набора антагонистических аллелей в двух или более разных локусах или расположении гена на хромосоме у мужчин и женщин, что приводит к отклонению одного или обоих полы из оптимальной приспособленности по этим признакам. [1] Между полами устанавливается коэволюционная гонка вооружений, в которой у каждого пола развивается набор антагонистических адаптаций, наносящих ущерб приспособленности другого пола. [2] Потенциал репродуктивного успеха одного организма усиливается, тогда как приспособленность противоположного пола ослабляется. Интерлокусный сексуальный конфликт может возникнуть из-за таких аспектов взаимодействия между мужчиной и женщиной, как частота спаривания, оплодотворение , относительные родительские усилия, поведение самок при повторном спаривании и репродуктивная скорость самок. [3]

Поскольку полы демонстрируют значительные различия в инвестициях в воспроизводство, может возникнуть межлокальный сексуальный конфликт. Чтобы достичь репродуктивного успеха , представитель вида должен демонстрировать репродуктивные характеристики, которые повышают его способность к воспроизводству, независимо от того, будет ли это отрицательно влиять на приспособленность его партнера. [4] Производство спермы мужчинами существенно менее затратно с биологической точки зрения, чем производство яйцеклеток женщинами, и сперма производится в гораздо больших количествах. Следовательно, самцы вкладывают больше энергии в частоту спаривания, в то время как самки более разборчивы в выборе партнеров и вкладывают свою энергию в качество потомства. [5]

Эволюционные пути, возникающие в результате межлокусного сексуального конфликта, являются частью эволюции межлокусного соревнования , теории, описывающей коэволюцию различных локусов у вида посредством процесса межгеномного конфликта . [6] Это привело к предположению, что сексуальная антагонистическая коэволюция подпитывается интерлокусным сексуальным конфликтом. [6]

Наглядные примеры происходят исключительно из мира насекомых: большинство исследований проводится на желтых навозных мухах Scathophaga stercoraria и плодовых мушках Drosophila melanogaster . Примеры за пределами этих таксонов являются теоретическими, хотя в настоящее время недостаточно изучены. [7]

Интерлокусный сексуальный конфликт отличается от внутрилокусного сексуального конфликта — аналогичной теории, согласно которой набор антагонистических аллелей находится в одном и том же локусе у обоих полов.

Разработка теории

[ редактировать ]

Первая модель интерлокусного сексуального конфликта, модель генетического порога, была разработана Паркером для объяснения сексуальных конфликтов среди желтых навозных мух. [2] Дальнейшие исследования теории сексуальных конфликтов оставались относительно нетронутыми, пока Райс не предсказала, что гены сексуально антагонистических черт существуют в одних и тех же локусах половых хромосом у обоих полов, что привело к развитию внутрилокусного сексуального конфликта. Генетическая модель Райс, влияющая на половой диморфизм по Х-сцеплению , продемонстрировала, что аллели репродуктивных признаков сохранятся, если они повысят приспособленность представителей одного пола, независимо от связанных с этим затрат для их партнера. [8]

Расширение модели генетического порога Паркера позже было использовано для изучения того, как сцепленные с полом вредные аллели или мутантные аллели , которые заставляют самцов причинять вред самкам во время размножения, размножаются в популяции и инициируют межлокольный сексуальный конфликт. [9] В популяции плодовых мух, где Y-связанный повреждающий аллель снижает приспособленность самки, приспособленность самца накладывается косвенно. Следовательно, вредный аллель имеет преимущество только в тех случаях, когда разница между потомством, полученным в результате причинения вреда самцам, и нормальными самцами больше для причинения вреда самцам или когда причиняющие вред самцы имеют преимущество в приспособленности.

Модель полового отбора с преследованием, предложенная Холландом и Райс, позволила предсказать, что дискриминация при спаривании со стороны самок приведет к эволюции мужских проявлений в сторону экстремальных фенотипов . В результате развивается гонка вооружений, в которой выбор самки влияет на морфологию самца. [10] Модель антагонистической коэволюции Арнквиста и Роу привела на примере брюшных шипов самок водомерок Gerris incognitus , чтобы продемонстрировать, как эта гонка вооружений приводит к эволюционной адаптации самок. Самки водомерок достигают контроля над совокупительными актами, используя свои шипы в качестве защиты от агрессивных самцов. [11]

Эволюция конкурса Interlocus

[ редактировать ]

Межлокусный сексуальный конфликт составляет основу эволюции межлокусного соревнования (ICE), характеризующейся совместной эволюцией генов в разных локусах вида в результате межгеномного конфликта. [6] Другими словами, неравновесие формируется, когда аллели репродуктивных признаков заменяются в разных локусах у противоположных полов, что приводит к быстрой эволюции признака в локусе, что еще больше подпитывает гонку вооружений между полами.

Гипотеза Красной Королевы постулирует, что эволюция признака у одного вида будет стимулировать антагонистическую коэволюцию у противоположного вида и может использоваться для объяснения коэволюции в случаях хищнического поведения, отношений хозяин-паразит и полового отбора. [12] Гипотеза Красной Королевы, представляющая интерес для взаимосвязанных сексуальных конфликтов, допускает эволюцию черт, улучшающих репродуктивную приспособленность. [6] ICE исходит из этой гипотезы, предполагая, что антагонистическая коэволюция не требует противостоящих видов, но может быть применена к генам в разных локусах одного вида.

По сравнению с внутрилокусным сексуальным конфликтом

[ редактировать ]

Генетической основой различия между интерлокусным сексуальным конфликтом и внутрилокусным сексуальным конфликтом является расположение взаимодействующих антагонистических аллелей . Конфликт, при котором антагонистические аллели расположены в одном и том же локусе, называется внутрилокусным сексуальным конфликтом. [9] Это происходит, когда самцы и самки подвергаются разному избирательному давлению в одном и том же локусе, в результате чего любой пол ограничивает приспособленность другого пола. [13]

Важно отметить, что многие примеры сексуальных конфликтов не подразделяются на интерлокусный сексуальный конфликт или внутрилокусный сексуальный конфликт, поскольку генетическое расположение взаимодействующих аллелей этих признаков не известно и не указано. При интерпретации информации о сексуальном конфликте крайне важно отметить, что эти термины иногда используются как синонимы, хотя это и неверно. [14]

Антагонистическая коэволюция

[ редактировать ]

Сексуальная антагонистическая коэволюция характеризуется гонкой вооружений между полами, в которой один пол испытывает изменения в морфологии или поведении, чтобы компенсировать негативные последствия репродуктивных качеств противоположного пола. Оба пола стремятся поддерживать оптимальный уровень физической подготовки, но делают это в ущерб физической форме своего партнера. Чтобы интерлокальный сексуальный конфликт был действительной причиной антагонистической коэволюции, вред, причиняемый самцами во всех локусах, должен перевешивать косвенные выгоды, которые самки получают от взаимодействия с самцами. [15]

Спаривание в навозе Scathophaga

В навозе скатофаги

[ редактировать ]

С помощью модели генетического порога Паркера было обнаружено, что самки желтых навозных мух могут быть ранены в боях между женихами-самцами. Самцов отбирают так, чтобы у них развивались черты конкурентной способности, которые повысят их репродуктивный успех, а у самок разовьется набор антагонистических адаптаций, чтобы снизить шансы получить травму во время этих взаимодействий. [2] Самцы желтых навозных мух используют феромоны, белки семенной жидкости (SPF) и агрессивное поведение, обусловленное их размером, чтобы манипулировать самками во время ухаживания. Поскольку желтые навозные мухи относятся к полиандрическим видам, самки получают сперму от нескольких самцов, которая сохраняется для оплодотворения . Более крупные самцы имеют конкурентное преимущество в вытеснении спермы других самцов, что повышает вероятность оплодотворения яйцеклеток их спермой. [16] Это явление называется конкуренцией сперматозоидов . В ответ у самок появились более крупные сперматеки , спермициды и улучшенная способность выбирать сперму в зависимости от приспособленности мужчин-кандидатов.

Scathophaga stercoraria, демонстрирующая либо полиандрию, либо моногамию, различается по приспособленности самок. Когда самок помещают в принудительные полиандрические или моногамные условия спаривания, самки из полиандрических условий демонстрируют существенно меньшую приспособленность, демонстрируя снижение яйценоскости, уменьшение количества потомства и более короткую продолжительность жизни по сравнению с моногамными самками после всего лишь одного опыта спаривания. [17] Первоначально предполагалось, что гипотезы сексуального сына достаточно, чтобы компенсировать прямое влияние антагонистической коэволюции на женскую приспособленность. [9] Однако пагубное влияние на приспособленность самок, спаривающихся в одиночку с полиандрическим самцом, предполагает, что адаптация к сопротивлению вреду со стороны самцов требует конкуренции и, следовательно, лучше объясняется интерлокусным сексуальным конфликтом. [17]

У дрозофилы melanogaster

[ редактировать ]
Копуляция у Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster — беспорядочный вид, у которого выбор партнера является повторяющимся событием, способствующим развитию межлокусных сексуальных конфликтов. [18]

Эякулят самцов плодовых мух содержит белки семенной жидкости ( SFP), которые играют значительную роль в определении физической формы самок. [18] SPF способны влиять на такие процессы, как оогенез , [19] хранение спермы, [20] и наступление овуляции . [21] В конечном итоге это приводит к снижению физической формы самок, поскольку усиление такого поведения, как откладка яиц, может снизить успешность оплодотворения. [22] задержка повторного спаривания, [19] и влияют на продолжительность жизни самки. [23] В ответ на негативное воздействие SPF самки плодовых мушек выработали тактику сопротивления гиперактивным самцам и рефрактерности, что приводит к интерлокусным сексуальным конфликтам. Это было подтверждено исследованиями, показывающими быструю эволюцию генов SPF. [24]

В исследовании, посвященном изучению плодовых мух в полигамных и моногамных условиях, было обнаружено, что антагонистическая коэволюция уменьшается в моногамии, поскольку организмы спариваются только с одним представителем противоположного пола, и между самцами нет конкуренции за спаривание с самкой. [18]

была внедрена мутация, снижающая привлекательность самок В другом лабораторном исследовании в геном подопытных самок . Уменьшая привлекательность самок, выражающих этот признак, мутация дала самкам устойчивость к прямым затратам на повторное спаривание и ухаживание самцов. Эти результаты показывают, что аллель устойчивости значительно накапливается в экспериментальной группе, что позволяет предположить, что прямые затраты на ухаживание самца превышают косвенные выгоды от ухаживания самца. [15]

Реципрокные скрещивания Drosophila melanogaster использовались для изучения эволюции половых признаков в аллопатрических условиях. В дивергентных популяциях организмы будут адаптивно реагировать на местных партнеров, но не на чужеродных. В результате уровень повторного спаривания самок значительно снизился после внедрения иностранных самцов. Самки наиболее устойчивы к самцам, с которыми они эволюционировали совместно в местных условиях, но демонстрируют ограниченную защиту от чужеродных самцов. [25]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Чепмен, Т; Арнквист, Г; Бангэм, Дж; Роу, Л. (2003). «Сексуальный конфликт». Тенденции экологии и эволюции . 18 : 41–47. дои : 10.1016/s0169-5347(02)00004-6 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с Паркер, Джорджия (1979), «Половой отбор и сексуальный конфликт», Половой отбор и репродуктивная конкуренция у насекомых , Elsevier, стр. 123–166, doi : 10.1016/b978-0-12-108750-0.50010-0 , ISBN  9780121087500
  3. ^ Паркер, Джорджия (28 февраля 2006 г.). «Сексуальный конфликт по поводу спаривания и оплодотворения: обзор» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 361 (1466): 235–259. дои : 10.1098/rstb.2005.1785 . ISSN   0962-8436 . ПМК   1569603 . ПМИД   16612884 .
  4. ^ Пеннелл, Таня М.; Морроу, Эдвард Х. (01 мая 2013 г.). «Два пола, один геном: эволюционная динамика внутрилокусного сексуального конфликта» . Экология и эволюция . 3 (6): 1819–1834. Бибкод : 2013EcoEv...3.1819P . дои : 10.1002/ece3.540 . ISSN   2045-7758 . ПМЦ   3686212 . ПМИД   23789088 .
  5. ^ Бейтман, AJ (декабрь 1948 г.). «Внутриполовой отбор у дрозофилы» . Наследственность . 2 (3): 349–368. дои : 10.1038/hdy.1948.21 . ISSN   0018-067X . ПМИД   18103134 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с д Райс, Уильям Р.; Холланд, Бретт (14 июля 1997 г.). «Враги внутри: межгеномный конфликт, эволюция межлокусного соревнования (ICE) и внутривидовая Красная Королева». Поведенческая экология и социобиология . 41 (1): 1–10. дои : 10.1007/s002650050357 . ISSN   0340-5443 . S2CID   206228 .
  7. ^ Перри, Дженнифер С.; Роу, Локк (июнь 2015 г.). «Эволюция сексуально антагонистических фенотипов» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (6): а017558. doi : 10.1101/cshperspect.a017558 . ISSN   1943-0264 . ПМЦ   4448611 . ПМИД   26032715 .
  8. ^ Райс, Уильям Р. (июль 1984 г.). «Половые хромосомы и эволюция полового диморфизма». Эволюция . 38 (4): 735–742. дои : 10.2307/2408385 . ISSN   0014-3820 . JSTOR   2408385 . ПМИД   28555827 .
  9. ^ Перейти обратно: а б с Андрес, Ж.А.; Морроу, Э.Г. (10 февраля 2003 г.). «Происхождение интерлокусного сексуального конфликта: важна ли связь с полом?». Журнал эволюционной биологии . 16 (2): 219–223. дои : 10.1046/j.1420-9101.2003.00525.x . ISSN   1010-061X . ПМИД   14635860 . S2CID   31832137 .
  10. ^ Холланд, Бретт; Райс, Уильям Р. (февраль 1998 г.). «Перспектива: преследование сексуального отбора: антагонистическое соблазнение против сопротивления». Эволюция . 52 (1): 1–7. дои : 10.2307/2410914 . ISSN   0014-3820 . JSTOR   2410914 . ПМИД   28568154 .
  11. ^ Арнквист, Горан; Роу, Локк (22 июля 1995 г.). «Сексуальный конфликт и гонка вооружений между полами: морфологическая адаптация для контроля спаривания у самок насекомых». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 261 (1360): 123–127. Бибкод : 1995РСПСБ.261..123А . дои : 10.1098/rspb.1995.0126 . ISSN   0962-8452 . S2CID   85175671 .
  12. ^ Ван Вален, Ли. «Новый эволюционный закон». Эволюционная теория . 1 :1–30.
  13. ^ Бондурянский, Рассел; Ченовет, Стивен Ф. (май 2009 г.). «Внутрилокусный сексуальный конфликт». Тенденции в экологии и эволюции . 24 (5): 280–288. дои : 10.1016/j.tree.2008.12.005 . ISSN   0169-5347 . ПМИД   19307043 .
  14. ^ Шенкель, Мартейн А.; Пен, Идо; Бёкебум, Лео В.; Биллетер, Жан-Кристоф (11 декабря 2018 г.). «Осмысление внутрилокусного и интерлокусного сексуального конфликта» . Экология и эволюция . 8 (24): 13035–13050. Бибкод : 2018EcoEv...813035S . дои : 10.1002/ece3.4629 . ISSN   2045-7758 . ПМК   6309128 . ПМИД   30619603 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Стюарт, Эндрю Д. Морроу, Эдвард Х. Райс, Уильям Р. Оценка предполагаемого интерлокусного сексуального конфликта у Drosophila melanogaster с использованием экспериментальной эволюции . Королевское общество. OCLC   678851562 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Хоскен, диджей; Ухия, Э.; Уорд, ИП (июнь 2002 г.). «Функция секреции женских добавочных половых желез и цена полиандрии у желтой навозной мухи» . Физиологическая энтомология . 27 (2): 87–91. дои : 10.1046/j.1365-3032.2002.00271.x . ISSN   0307-6962 . S2CID   85362662 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Мартин, Оливер Ю.; Хоскен, Дэвид Дж.; Уорд, Пол И. (22 февраля 2004 г.). «Посткопулятивный половой отбор и приспособленность самок Scathophaga stercoraria» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 271 (1537): 353–359. дои : 10.1098/rspb.2003.2588 . ISSN   0962-8452 . ПМК   1691601 . ПМИД   15101693 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с Холлис, Брайан; Коппик, Марейке; Венсинг, Кристина У.; Руманн, Ханна; Дженцони, Элеонора; Эркосар, Берра; Кавецкий, Тадеуш Дж.; Фрике, Клаудия; Келлер, Лоран (08 апреля 2019 г.). «Сексуальный конфликт заставляет самцов манипулировать реакцией самок на спаривание у Drosophila melanogaster» . Труды Национальной академии наук . 116 (17): 8437–8444. Бибкод : 2019PNAS..116.8437H . дои : 10.1073/pnas.1821386116 . ISSN   0027-8424 . ПМК   6486729 . ПМИД   30962372 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Айгаки, Тосиро; Флейшманн, Ирен; Чен, Пей-Шен; Кубли, Эрик (октябрь 1991 г.). «Эктопическая экспрессия полового пептида изменяет репродуктивное поведение самок D. melanogaster». Нейрон . 7 (4): 557–563. дои : 10.1016/0896-6273(91)90368-а . ISSN   0896-6273 . ПМИД   1931051 . S2CID   38400344 .
  20. ^ Авила, Фрэнк В.; Вольфнер, Мариана Ф. (1 сентября 2009 г.). «Acp36DE необходим для конформационных изменений матки у спаренных самок дрозофилы» . Труды Национальной академии наук . 106 (37): 15796–15800. дои : 10.1073/pnas.0904029106 . ISSN   0027-8424 . ПМК   2747198 . ПМИД   19805225 .
  21. ^ Хейфец, Яэль; Лунг, Оливер; Фронгилло, Эдвард А.; Вольфнер, Мариана Ф. (январь 2000 г.). «Белок семенной жидкости дрозофилы Acp26Aa стимулирует высвобождение ооцитов яичником» . Современная биология . 10 (2): 99–102. Бибкод : 2000CBio...10...99H . дои : 10.1016/s0960-9822(00)00288-8 . ISSN   0960-9822 . ПМИД   10662669 . S2CID   14117465 .
  22. ^ Чепмен, Трейси; Херндон, Лаура А.; Хейфец, Яэль; Партридж, Линда; Вольфнер, Мариана Ф. (22 августа 2001 г.). «Белок семенной жидкости Acp26Aa является модулятором ранней вылупляемости яиц Drosophila melanogaster» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 268 (1477): 1647–1654. дои : 10.1098/рспб.2001.1684 . ISSN   0962-8452 . ПМЦ   1088790 . ПМИД   11506676 .
  23. ^ Чепмен, Трейси; Лиддл, Линдси Ф.; Калб, Джон М.; Вольфнер, Мариана Ф.; Партридж, Линда (январь 1995 г.). «Стоимость спаривания у самок Drosophila melanogaster определяется продуктами мужских дополнительных желез». Природа . 373 (6511): 241–244. Бибкод : 1995Natur.373..241C . дои : 10.1038/373241a0 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   7816137 . S2CID   4336339 .
  24. ^ Харти, Уилфрид; Джагадишан, Сантош; Кулатинал, Роб Дж.; Вонг, Алекс; Рави Рам, Кристипати; Сирот, Лаура К.; Левеск, Лиза; Артьери, Карло Г.; Вольфнер, Мариана Ф.; Чиветта, Альберто; Сингх, Рама С. (ноябрь 2007 г.). «Эволюция в ускоренном режиме: быстро развивающиеся гены, связанные с полом, у дрозофилы» . Генетика . 177 (3): 1321–1335. дои : 10.1534/genetics.107.078865 . ISSN   0016-6731 . ПМК   2147986 . ПМИД   18039869 .
  25. ^ Лонг, Тристан А.Ф.; Монтгомери, Роберт; Чиппиндейл, Адам К. (4 января 2006 г.). «Количественная оценка гендерной нагрузки: могут ли скрещивания населения выявить интерлокусный сексуальный конфликт?» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 361 (1466): 363–374. дои : 10.1098/rstb.2005.1786 . ISSN   0962-8436 . ПМЦ   1569607 . ПМИД   16612894 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e22f3da81387565ca0eec755ccacf8b4__1712420220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e2/b4/e22f3da81387565ca0eec755ccacf8b4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Interlocus sexual conflict - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)