Seksuel udvælgelse gjorde frugtflyspermatozoen den længste i verden • Elena Naimark • Videnskabsnyheder om "Elementerne" • Evolution

Seksuel udvælgelse gjorde frugtflyspermatozoen den længste i verden

Det er sådan, frugtsædens sæd flyver D. bifurca – Dette er den største sæd fra alle kendte videnskaber. Længden af ​​en sådan spermatozon er 5,8 cm. Diameteren af ​​"kuglen" er ca. 50 mikron (dvs. ca. 1/20 mm). Billeder fra theatlantic.com

Arbejdet med seksuel udvælgelse kan føre til udseendet hos dyr af de mest bizarre former og ornamenter. Et særligt interessant eksempel på seksuel udvælgelse er frugtflyernes kæmpe spermatozoer. Deres længde er flere centimeter, og det er 20 gange så stor som selve fluen. Sådanne kolossale celler kræver alvorlige fysiologiske investeringer, der kun kan betales, forudsat at kvinden vælger deres fabrikant. Konkurrenter med mange små sædceller ville være i forvejen, hvis ikke for ubetinget opfyldelse af denne betingelse. Forskere har demonstreret, hvordan sexvalg har fungeret i denne situation.

Seksuel udvælgelse skaber, som du ved, bizarre og fantastiske former i dyr. Hvis kampen mellem mændene går for retten til at befrugte kvinden, så træder ethvert sofistikeret middel i kraft. Ud over det klassiske eksempel på en påfuglens hale er det værd at huske en hjortebille med en uforholdsmæssig udvækst på hovedet, grene og kraftige horn i drøvtyggere,lyse farver af tropiske fugle, lange halefjer af paradisfugle, for ikke at nævne de fremragende arkitektoniske færdigheder hutsmen og puffers Torquigener albomaculosus (i videoen bygger den mandlige snegle sin fantastiske reden). Men den mest utrolige tilpasning, der er forbundet med seksuel udvælgelse, har mændene af frugtfly fra slægten Drosophila. De producerer den største sædcelle blandt alle levende organismer, især hvis du sammenligner dem med kropslængden. Så, du D. bifurca Spermens længde når 5,8 cm, hvilket er 20 gange længere end selve fløjens krop.

Allometri (uforholdsmæssig vækst) af seksuelt udsatte tegn på fluer D. bifurca og i nogle andre arter med positiv allometri. numre ved siden af ​​egenskabens navn – karakteristikken for allometri; jo større de er, jo hurtigere bliver tegnet vokset med en stigning i størrelsen af ​​dyrets krop. For Drosophila blev afhængigheden af ​​logaritmen af ​​spermatozonglængden på logaritmen af ​​thoraxlængden af ​​den forreste synsvinkel beregnet. For eksempel så påfuglerne på et lignende forhold mellem hale længde og kropsvægt (dette gav en værdi på 3,75), samt forholdet mellem hale længde og fodlængde (dette gav 3,20).Data om alle ovennævnte arter opsamles i en oversigt over yderligere materialer til artiklen. Figur fra den diskuterede artikel i natur

Enhver mandlig "dekoration", der er designet til at tiltrække kvindernes opmærksomhed, er ikke givet for ingenting: hanen bruger en hel del fysiologiske ressourcer ved sin erhvervelse. Kun sunde og stærke individer har råd til sådant affald. Man kan forestille sig, hvor dyrt en kolossal spermatozoon er for en mandlig Drosophila: vægten af ​​testiklerne i Drosophila er mere end 10% af den totale legemsvægt.

Samtidig må man ikke glemme, at direkte konkurrence om kvinder mellem mænd går ind i sædkrigsområdet (se: Spermkrig), når mænd selv konkurrerer om retten til befrugtning (se: sæd er baseret på nepotisme, "Elements", 01/29/2010). I dette tilfælde vinder de mest talrige krigere, og udvælgelsen støtter normalt de mænd, der kan producere det største antal små og billige sædceller. Drosophila, selvfølgelig, praktiserer fri parring, og de har sædkrige (M. K. Manier et al., 2010. Løsningsmekanismer for konkurrencedygtig befrugtning Succes i Drosophila melanogaster).Derfor vil seksuel udvælgelse teoretisk set føre til dannelsen af ​​et stort antal små spermatozoer og ikke små giganter. Hvordan fungerede seksuel udvælgelse i dette tilfælde, hvilket gav et resultat i strid med teorien?

Dette problem blev optaget af en gruppe forskere fra det biologiske fakultet for Syracuse University (USA). De laver en række eksperimenter, hvor de lykkedes at løse dette puslespil. Først og fremmest viste de sig, at sædstørrelsen er et klart arvet træk. Derefter målte de længden af ​​de sædvanlige beholdere hos kvinder (under hofskab og parring, bliver de sædvanlige beholdere tydeligt synlige og ligner et bredt lyst rør). For en kombination af forskellige arter af Drosophila blev en høj positiv korrelation mellem længden af ​​den sædvanlige beholder og længden af ​​spermatozoa afsløret: jo længere den sædvanlige beholder i en bestemt artes hunde, jo længere spermatozoen hos hannerne. Dette betyder, at kvinder, der øger størrelsen af ​​den sædvanlige beholder, rettede udvælgelsen i retning af at forøge længden af ​​spermatozoer. For at udvælgelsen kunne fungere i denne retning, måtte hunner og deres afkom have en seriøs fordel netop fra store, ikke små spermatozoer. Dette var nøgleforskningsspørgsmålet: Hvilke fordele får kvinder?

Længden af ​​spermatozoer i forskellige arter af Drosophila (AriD. arizonae, migl – D. melanogaster, VirD. virilis, LumD. lummei, EOHD. eohydei, HydD. hydei, Bif – D. bifurca; på den vandrette akse logaritmen af ​​spermatozons længde blev udskudt) og de tilsvarende indikatorer for mænds reproduktive succes. Reproduktiv succes er udtrykt som afhængigheden af ​​antallet af efterkommere af hanen på sin vægt. Planlæg fra artiklen i diskussionen natur

I den næste række eksperimenter undersøgte forskerne, hvordan mænds vægt og dermed dens fysiologiske data er relateret til dens reproduktive succes, det vil sige antallet af efterkommere. Som følge heraf blev der opnået en reproduktiv sundhedskoefficient for hver af de syv arter af frugtfluer. Og så bragte de alle koefficienterne sammen og byggede en ny korrelation – afhængigheden af ​​reproduktiv sundhed på spermatozoernes længde. Det viste sig, jo længere sæden er, jo højere er sandsynligheden for at blive far.

Det er naturligvis mere gavnligt for kvinder at have afkom fra fysiologisk sunde individer end fra små, svage mænd. Derfor ændrede deres kønsorganer i løbet af evolutionen for at opnå det bedste kvalitetsmateriale til befrugtning, det vil sige store spermatozoer.

Den generelle ordning for udvælgelsesaktionen er som følger.Fri parring involverer starten på sædkrige, hvor mange små og billige sædceller har den fordel. Samtidig er det vigtigt for kvinder at få bedre spermatozoer, så udvælgelsen fremmer udseendet af lange frøbærende planter. Som følge heraf blev kun langstrakte spermatozoer egnede til befrugtning, og jo længere jo bedre. Da de sædvanlige beholderlængder stiger, blev små spermatozoer – og dermed deres producenter – elimineret fra spillet, kun de der producerer dyrt, men stor sæd er forblevet. Og da drosophila kvinder med store seminalbeholdere mate oftere, har svagere mænd simpelthen ikke tid til at producere det krævede antal lange sæd og tabe til stærkere konkurrenter.

Således opvejede retningen for udvælgelse givet af kvinder det, der oprindeligt var fastsat af sædkrigets logik.

Kilde: Stefan Lüpold, Mollie K. Manier, Nalini Puniamoorthy, Christopher Schoff, William T. Starmer, Shannon H. Buckley Luepold, John M. Belote, Scott Pitnick. Hvor meget sæd ornamentation natur. 2016. DOI: 10,1038 / nature18005.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: