Sexuell antagonistisk samevolution

Sexuell antagonistisk co-evolution  är ett förhållande mellan män och kvinnor där könsmorfologin förändras över tiden för att motverka sexuella egenskaper hos det motsatta könet för maximal reproduktiv framgång . Ibland görs en analogi med en kapprustning. I många fall är hanarnas parningsbeteende skadligt för honorna [1] . Till exempel, när insekter förökar sig genom traumatisk insemination är det mycket ogynnsamt för honans hälsa. Under parningen kommer hanarna att försöka inseminera så många honor som möjligt, men ju oftare honan sticker hål i magen , desto mindre sannolikt är det att hon överlever [2]. Honor med egenskaper för att undvika flera parningar är mer benägna att överleva, vilket resulterar i en förändring i morfologi . Manliga könsorgan är relativt enkla och mer benägna att variera från generation till generation jämfört med kvinnliga könsorgan . Detta leder till behovet av att ändra morfologin hos de kvinnliga könsorganen.

Dessutom kan antagonistisk samevolution vara ansvarig för accelerationen av evolutionen, vilket tros vara fallet i fröproteinerna kända som Acps i Drosophila melanogaster -arter . Medan Acps ökar produktionen av avkommor, har vissa Acps en skadlig effekt på honornas fysiska kondition, eftersom de är giftiga och förkortar deras livslängd. Detta resulterar i antagonistisk samevolution eftersom honan måste utvecklas för att skydda sig själv. Trots detta anpassar sig män snabbt till den nya kvinnliga fenotypen [3] . Denna manliga anpassning leder till en minskning av överlevnaden för kvinnor. Eftersom icke-reproduktiva proteiner inte upplever samma evolutionära tryck som Acps, utvecklas de inte lika snabbt. Enligt teorin om kapprustning visar DNA-analys en tvåfaldig ökning av Acp-divergens jämfört med icke-reproduktiva proteiner [4] [5] [6] .

Kvinnor

För många honor kan avel vara mycket farligt, vilket är fallet med vägglöss. Således kommer honor med egenskaper som minskar skador från parning att överleva och fortsätta att häcka. Det finns många sätt som en hona kan "försvara" sig mot angrepp från potentiella kompisar. 

Spermatheca

Honor har ett mycket komplext och mycket varierande reproduktionssystem , allmänt känt som spermatheca. Vissa arter har inte en spermatheca i traditionell mening, men har en pseudospermatheca. Båda formerna spelar en viktig roll vid lagring och befruktning av spermier. I familjen Tingidae är pseudospermatheca belägen vid basen av äggledaren och tros ha fungerat som en spermatheca någon gång i tiden [7] . Dessa organ tjänar som förvaringsmöjligheter för spermier; honan kan alltså injicera den lagrade spermien i sina ägg när hon tycker att det är optimalt. Dessutom ger dessa organ kvinnor möjligheten att välja vilka spermier de ska använda för att befrukta ägg. När det gäller D. melanogaster , parar sig honorna flera gånger och kastar sedan ut överflödiga spermier som hon inte behöver. Men varken den första eller den andra partnern vet vems spermier som togs bort [8] .

Enzymer som utsöndras av kvinnor

Enzymer som utsöndras av det kvinnliga fortplantningsorganet kan också spela en roll i antagonistisk samevolution. Hos Drosophila- arter har en stor grupp enzymer kända som serinproteaser associerats med kvinnliga spermalagringsorgan (främst spermathecae) ​​vilket belysts genom genetisk sekvensering och analys. Dessa proteaser antas klyva olika proteiner i manlig sädesvätska . [9] Detta resulterar i att honor väljer män som kan övervinna dessa matsmältningsenzymer , oavsett om det är genom genetisk variation eller den fysiologiska förmågan att producera högre spermieantal. 

Beteende

Innan hanen börjar oroa sig för om honan ska använda hans spermier eller inte måste han para sig med henne, vilket i sig kan vara ett problem. Potentiella partners spelar ofta ett spel av uthållighet och motstånd. När det gäller vattenstridare (Gerris-släktet), kommer hanar att trakassera honor och försöka ta tag i dem genom att jaga och göra utfall mot dem. Honor kan vara extremt undvikande och avvärja ofta dessa aggressiva attacker. Även när honan äntligen fångas fortsätter hon att slåss. Men denna typ av undvikande är mycket kostsamt för honan, så hon måste till slut balansera mellan skadan av parning och hennes försök att stå emot [10] . Hos arter med honor som paras en gång, såsom flugan Prochyliza xanthostoma , är kostnaden för parningsmotstånd låg jämfört med fördelen med att undvika en hane av dålig kvalitet [11] .

Hanar

Hanar har också utvecklat svar på kontraevolutionära anpassningar av det motsatta könet. Insektsreaktioner kan variera i både genital struktur och spermiestruktur och beteende. 

Taggiga könsorgan

Manliga könsorgan hos djur utvecklas snabbare. De taggiga könsorganen kan hjälpa till i konkurrens mellan män. Hos fröbaggar hjälper de taggiga könsorganen hanen att förankra sig under parning och tillåter snabb passage till honans fortplantningsorgan genom att övervinna barriärer för spermier. I det här fallet drabbas kvinnor av skador. Skador, såsom ärrbildning , ökar med antalet parningar. Vid karyopser (fröbaggar) finns ett positivt samband mellan graden av manlig genital skada och väggtjockleken på kopulationssäcken i det kvinnliga könsorganet: bindväven i kopulationskanalen tjocknar [12] .

Kopulation

Manliga vägglöss har ett unikt sätt att para sig som kallas traumatisk insemination. Hanar använder sitt inre organ för att inseminera honor genom bukväggen , även om honorna har könsorgan. Vägglösshanar kan också reglera utlösningsvolym och koppulationstid genom närvaron av utlösning hos honor för att bevara spermier och bestämma faderskapsresultat [2] . För att motverka traumatisk insemination har kvinnor utvecklat ett paragenitalt system. Den innehåller mesospermalegia, i vilken spermier deponeras. Spermier migrerar genom blodet till spermielagringen och äggledarna och sedan till äggstockarna för att befrukta äggen. Kvinnliga vägglöss har också utvecklats fysiologiskt genom närvaron av fagocytiska celler i mesospermalegen som uppslukar spermier efter parning. 

Längd på flagella

Konkurrens mellan olika manliga fenotyper finns också på mikronivå . Hos Drosophila har en positiv korrelation hittats mellan längden på manliga spermieflageller och storleken på sädeskärlet hos honor [13] . Honor med större kärl har visat sig "selektera" spermier med långa flageller. Detta är ett exempel på sexuellt urval , eftersom ett samband har hittats mellan spermieflagellets längd och hanens fysiologiska tillstånd. 

Könsorganens flexibilitet

I fallet med neridflugan, Telostylinus angusticollis, utvecklade hanar en flexibel aedeagus genom samevolution . Honorna av denna art har spiralformiga äggledare som leder till spermatheca, vilket i sin tur gör det svårt för män att komma åt det område som behövs för att frigöra sina spermier. När parningen väl har börjat kan hanarna veckla ut sin aedeagus och använda sin flexibilitet för att penetrera den spiralformade äggledaren [14] .

Homo sapiens

Teorin om intressekonflikter mellan könen tillämpas nästan uteslutande för att förstå insekters sexuella interaktion. Sexpsykologiforskaren David Bass menar dock att moderna kvinnors förbittring av oönskad sexuell uppmärksamhet från män som de anser vara ovärdiga har en biologisk karaktär som liknar beteendet hos kvinnliga spindlar [15] .

Anteckningar

  1. Eberhard, W. (2006). "Sexuellt antagonistisk samutveckling hos insekter är förknippad med endast begränsad morfologisk mångfald." Journal of Evolutionary Biology . 19 (3): 657-81. DOI : 10.1111/j.1420-9101.2005.01057.x . PMID  16674564 .
  2. 1 2 Siva-Jothy, M.T. (2003). "En smaksak: Direkt upptäckt av kvinnlig parningsstatus i vägglössen". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences . 270 (1515): 649-52. DOI : 10.1098/rspb.2002.2260 . PMID  12769466 .
  3. Rice, WR (1996). "Sexuellt antagonistisk manlig anpassning utlöst av experimentellt stopp av kvinnlig evolution." naturen . 381 (6579): 232-4. Bibcode : 1996 Natur.381..232R . DOI : 10.1038/381232a0 . PMID  8622764 .
  4. Civetta, A. (1995). "Hög divergens av reproduktionskanalproteiner och deras association med postzygotisk reproduktiv isolering i Drosophila melanogaster och Drosophila virilis grupparter". Journal of Molecular Evolution . 41 (6): 1085-95. Bibcode : 1995JMolE..41.1085C . DOI : 10.1007/BF00173190 . PMID  8587107 .
  5. Swanson, WJ (2001). "Evolutionär EST-analys identifierar snabbt utvecklande manliga reproduktiva proteiner i Drosophila." Proceedings of the National Academy of Sciences . 98 (13): 7375-9. Bibcode : 2001PNAS...98.7375S . DOI : 10.1073/pnas.131568198 . PMID  11404480 .
  6. Panhuis, T.M. (2006). "Snabb utveckling av reproduktiva proteiner i abalone och Drosophila". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 361 (1466): 261-8. DOI : 10.1098/rstb.2005.1793 . PMID  16612885 .
  7. Marchini, D. (2009). "Funktionell morfologi hos den kvinnliga reproduktionsapparaten av Stephanitis pyrioides (Heteroptera, Tingidae): En ny roll för pseudospermathecae". Journal of Morphology . 271 (4): 473-82. DOI : 10.1002/jmor.10811 . PMID  19941380 .
  8. Manier, M.K. (2010). "Lösa mekanismer för konkurrenskraftig befruktningsframgång i Drosophila melanogaster." vetenskap . 328 (5976): 354-7. Bibcode : 2010Sci...328..354M . CiteSeerX  10.1.1.363.4222 . DOI : 10.1126/science.1187096 . PMID  20299550 .
  9. Prokupek, A. (2008). "En evolutionär uttryckt sekvenstagganalys av Drosophila Spermatheca-gener" . evolution . 62 (11): 2936-47. DOI : 10.1111/j.1558-5646.2008.00493.x . PMID  18752616 .
  10. Rowe, L. (2002). "Sexuellt antagonistisk samevolution i ett parningssystem: Kombination av experimentella och jämförande tillvägagångssätt för att hantera evolutionära processer". Evolution; International Journal of Organic Evolution . 56 (4): 754-767. DOI : 10.1554/0014-3820(2002)056[0754:saciam]2.0.co;2 . PMID  12038533 .
  11. Bonduriansky, Russell (2003). "Interaktioner mellan mekanismer för sexuellt urval på manlig kroppsstorlek och huvudform i en sexuellt dimorf fluga". evolution . 57 (9): 2046-2053. DOI : 10.1111/j.0014-3820.2003.tb00384.x . ISSN  1558-5646 . PMID  14575326 .
  12. Ronn, J. (2007). "Samevolution mellan skadliga manliga könsorgan och kvinnligt motstånd hos fröbaggar". Proceedings of the National Academy of Sciences . 104 (26): 10921-5. Bibcode : 2007PNAS..10410921R . DOI : 10.1073/pnas.0701170104 . PMID  17573531 .
  13. Miller, GT (2002). "Sperma-kvinnlig samutveckling i Drosophila". vetenskap . 298 (5596): 1230-3. Bibcode : 2002Sci...298.1230M . DOI : 10.1126/science.1076968 . PMID  12424377 .
  14. Bath, Eleanor (2012-12-01). "Asymmetrisk reproduktiv isolering och interferens i neriida flugor: rollerna för genital morfologi och beteende". Djurens beteende . 84 (6): 1331-1339. DOI : 10.1016/j.anbehav.2012.08.025 . ISSN  0003-3472 .
  15. Bass, 2022 , sid. 21.

Litteratur