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Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized <em>Drosophila</em>

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

University of Liverpool

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&#x4EA7;&#x5987;&#x7684;&#x6548;&#x5E94;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x4E0E;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x95F4;&#x63A5;&#x5229;&#x76CA;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;

Despite numerous and diverse theoretical models for the indirect benefits of polyandry, empirical support is mixed. One reason for the difficulty in detecting indirect benefits of polyandry may be that these are subtle and are mediated by environmental effects, such as maternal effects. Maternal effects may be especially important if females allocate resources to their offspring depending on the characteristics of their mating partners. We test this hypothesis in the burying beetle Nicrophorus vespilloides, a species that provides extensive and direct parental care to offspring. We used a fully factorial design and mated females to one, two, three, four or five different males and manipulated conditions so that their offspring received reduced (12 h) or full (ca 72 h) maternal care. We found that average offspring fitness increased with full maternal care but there was no significant effect of polyandry or the interaction between the duration of maternal care and the level of polyandry on offspring fitness. Thus, although polyandry could provide a mechanism for biasing paternity towards high quality or compatible males, and variation in parental care matters, we found no evidence that female N. vespilloides gain indirect benefits by using parental care to bias the allocation of resources under different mating conditions.

The influence of maternal effects on indirect benefits associated with polyandry.

Malgr&eacute; les nombreux et divers mod&egrave;les th&eacute;oriques pour les avantages indirects de la polyandrie, soutien empirique est m&eacute;lang&eacute;. Une des raisons de la difficult&eacute; &agrave; rep&eacute;rer les avantages indirects de polyandrie peut-&ecirc;tre qu&#39;elles sont subtiles et sont v&eacute;hicul&eacute;es par les effets environnementaux, tels que les effets maternels. Effets maternels peuvent &ecirc;tre particuli&egrave;rement importants si les femelles allouer des ressources &agrave; leur prog&eacute;niture en fonction des caract&eacute;ristiques de leur partenaire sexuel. Nous avons test&eacute; cette hypoth&egrave;se dans le col&eacute;opt&egrave;re n&eacute;crophores Nicrophorus vespilloides, une esp&egrave;ce qui fournit des soins parentaux vaste et directe &agrave; la descendance. Nous avons utilis&eacute; un plan factoriel compl&egrave;tement et accoupl&eacute;s femelles &agrave; un, deux, trois, quatre ou cinq hommes diff&eacute;rents et manipul&eacute; des conditions pour que leur prog&eacute;niture a re&ccedil;u r&eacute;duite (12 h) ou des soins maternels plein (ca 72 h). Nous avons trouv&eacute; qu&#39;aptitude moyenne prog&eacute;niture augment&eacute; avec soin complet maternelle mais il n&#39;y n&#39;avait aucun effet significatif de la polyandrie ou l&#39;interaction entre la dur&eacute;e des soins maternels et le niveau de polyandrie sur l&#39;aptitude de la prog&eacute;niture. Ainsi, bien que la polyandrie pourrait fournir un m&eacute;canisme pour polariser la paternit&eacute; vers haute qualit&eacute; ou les m&acirc;les compatibles et variation en mati&egrave;re de soins parentaux, nous avons ne trouv&eacute; aucune preuve que femelles vespilloides N. gagner des avantages indirects en utilisant des soins parentaux au biais de l&#39;affectation des ressources sous diff&eacute;rentes conditions de croisement.

L&#39;influence des effets maternels sur les avantages indirects associ&eacute;s &agrave; la polyandrie.

Trotz zahlreichen und vielf&auml;ltigen theoretische Modelle f&uuml;r die indirekte Vorteile der Polyandrie, empirische Unterst&uuml;tzung ist gemischt. Ein Grund f&uuml;r die Schwierigkeiten bei der Erkennung von indirekten Vorteile der Polyandrie kann sein, dass diese subtile und von Umweltauswirkungen, wie m&uuml;tterliche Effekte vermittelt werden. M&uuml;tterliche Effekte m&ouml;glicherweise besonders wichtig, wenn Frauen an ihre Nachkommen je nach den Eigenschaften ihrer Paarung Partner Ressourcen zuzuweisen. Wir testen diese Hypothese in der Totengr&auml;ber Beetle Nicrophorus Vespilloides, eine Spezies, die umfassende und direkte elterliche F&uuml;rsorge an Nachkommen bietet. Wir verwendet eine voll Faktorielle Design und Frauen, eins, zwei, drei, vier oder f&uuml;nf verschiedene M&auml;nner gesteckt und Bedingungen manipuliert, so dass ihre Nachkommen reduzierte (12 h) oder voll (ca 72 h) m&uuml;tterliche F&uuml;rsorge erhalten. Wir fanden, dass die durchschnittliche Nachkommen Eignung erh&ouml;ht mit vollen m&uuml;tterlichen F&uuml;rsorge, aber gab es keinen signifikanten Einfluss der Polyandrie oder die Interaktion zwischen der Dauer der m&uuml;tterlichen F&uuml;rsorge und das Niveau der Polyandrie auf Nachkommen Eignung. So, obwohl Polyandrie einen Mechanismus f&uuml;r die Vaterschaft in Richtung hoher Qualit&auml;t oder kompatible M&auml;nnchen und Variation in Angelegenheiten der elterlichen Sorge Quellengewichtung bereitstellen konnte, fanden wir keine Beweise, dass Frau N. Vespilloides indirekte Vorteile, indem mit elterlichen Sorge um die Allokation von Ressourcen unter verschiedenen Bedingungen der Paarung Voreingenommenheit.

Der Einfluss der m&uuml;tterlichen Auswirkungen auf indirekte Vorteile im Zusammenhang mit Polyandrie.

Nonostante numerosi e diversi modelli teorici per i benefici indiretti di poliandria, supporto empirico &egrave; mista. Uno dei motivi per la difficolt&agrave; nell&#39;individuazione di benefici indiretti di poliandria pu&ograve; essere che queste sono sottili e sono mediate da effetti ambientali, quali effetti materni. Effetti materni pu&ograve; essere particolarmente importanti se femmine allocano risorse alla loro prole a seconda delle caratteristiche dei loro partner di accoppiamento. Testiamo questa ipotesi nel coleottero seppellire Nicrophorus vespilloides, una specie che fornisce la cura parentale estesa e diretta alla prole. Abbiamo utilizzato un disegno fattoriale completamente e montate le femmine a uno, due, tre, quattro o cinque diversi maschi e manipolato le condizioni affinch&eacute; la loro prole ricevuto ridotta (12 h) o cure materne pieno (ca 72 h). Abbiamo trovato che prole media idoneit&agrave; aumentata con cura materna completo ma non non c&#39;era alcun effetto significativo di poliandria o l&#39;interazione tra il livello di poliandria e la durata delle cure materne sulla idoneit&agrave; della prole. Cos&igrave;, sebbene poliandria potrebbe fornire un meccanismo per falsare la paternit&agrave; nei confronti di alta qualit&agrave; o compatibile con maschi e la variazione in materia di cure parentali, abbiamo non trovato alcuna prova che femmina vespilloides N. ottenere benefici indiretti utilizzando cure parentali per polarizzare l&#39;allocazione delle risorse nelle diverse condizioni di accoppiamento.

L&#39;influenza materna effetti benefici indiretti associati poliandria.

&#x306B;&#x3082;&#x304B;&#x304B;&#x308F;&#x3089;&#x305A;&#x591A;&#x6570;&#x3068;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x306E;&#x9593;&#x63A5;&#x7684;&#x306A;&#x5229;&#x76CA;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x591A;&#x69D8;&#x306A;&#x7406;&#x8AD6;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3001;&#x7D4C;&#x9A13;&#x7684;&#x306B;&#x652F;&#x6301;&#x304C;&#x6DF7;&#x5728;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x306E;&#x9593;&#x63A5;&#x306E;&#x5229;&#x70B9;&#x3092;&#x691C;&#x51FA;&#x3059;&#x308B;&#x306E;&#x96E3;&#x3057;&#x3055;&#x306E;&#x7406;&#x7531;&#x306E; 1 &#x3064;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x304C;&#x5FAE;&#x5999;&#x306A;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x6BCD;&#x6027;&#x52B9;&#x679C;&#x306A;&#x3069;&#x306E;&#x74B0;&#x5883;&#x52B9;&#x679C;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x4EF2;&#x4ECB;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x304B;&#x3082;&#x3057;&#x308C;&#x306A;&#x3044;&#x3002;&#x6BCD;&#x6027;&#x52B9;&#x679C;&#x306F;&#x5973;&#x6027;&#x306B;&#x5F7C;&#x3089;&#x306E;&#x5B50;&#x5B6B;&#x306E;&#x5408;&#x3046;&#x30D1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30CA;&#x30FC;&#x306E;&#x7279;&#x6027;&#x306B;&#x5FDC;&#x3058;&#x3066;&#x30EA;&#x30BD;&#x30FC;&#x30B9;&#x3092;&#x5272;&#x308A;&#x5F53;&#x3066;&#x308B;&#x5834;&#x5408;&#x306B;&#x7279;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x304B;&#x3082;&#x3057;&#x308C;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x30E2;&#x30F3;&#x30B7;&#x30C7;&#x30E0;&#x30B7; &#x30AB;&#x30D6;&#x30C8;&#x30E0;&#x30B7;&#x306E;&#x5B50;&#x5B6B;&#x306B;&#x5E83;&#x7BC4;&#x306A;&#x76F4;&#x63A5;&#x306E;&#x89AA;&#x306E;&#x4ECB;&#x8B77;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x7A2E; Nicrophorus vespilloides &#x3067;&#x3053;&#x306E;&#x4EEE;&#x8AAC;&#x3092;&#x30C6;&#x30B9;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306F;&#x3001;&#x5B8C;&#x5168;&#x5B9F;&#x65BD;&#x8981;&#x56E0;&#x8A08;&#x753B;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057; 1 &#x3064;&#x3001;2 &#x3064;&#x3001;3 &#x3064;&#x3001;4 &#x3064;&#x307E;&#x305F;&#x306F; 5 &#x3064;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x7537;&#x6027;&#x306E;&#x4EA4;&#x914D;&#x3057;&#x3001;&#x524A;&#x6E1B; (12 h) &#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x30D5;&#x30EB; &#xFF08;ca 72 h&#xFF09; &#x598A;&#x7523;&#x5A66;&#x30B1;&#x30A2;&#x81EA;&#x5206;&#x306E;&#x5B50;&#x5B6B;&#x3092;&#x53D7;&#x3051;&#x53D6;&#x308B;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x6761;&#x4EF6;&#x3092;&#x64CD;&#x4F5C;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3001;&#x5E73;&#x5747;&#x5B50;&#x5B6B;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30C8;&#x30CD;&#x30B9;&#x5B8C;&#x5168;&#x598A;&#x7523;&#x5A66;&#x30B1;&#x30A2;&#x306E;&#x5897;&#x52A0;&#x304C;&#x3001;&#x5B50;&#x5B6B;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30C8;&#x30CD;&#x30B9;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x3042;&#x308B;&#x3044;&#x306F;&#x598A;&#x7523;&#x5A66;&#x30B1;&#x30A2;&#x306E;&#x671F;&#x9593;&#x3068;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306E;&#x6709;&#x610F;&#x306A;&#x5F71;&#x97FF;&#x306F;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x304C;&#x898B;&#x3064;&#x304B;&#x308A;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x7236;&#x6027;&#x9AD8;&#x54C1;&#x8CEA;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x4E92;&#x63DB;&#x6027;&#x306E;&#x3042;&#x308B;&#x7537;&#x6027;&#x3068;&#x89AA;&#x306E;&#x4ECB;&#x8B77;&#x554F;&#x984C;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306B;&#x5411;&#x304B;&#x3063;&#x3066;&#x30D0;&#x30A4;&#x30A2;&#x30B9;&#x3059;&#x308B;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005; &#x5973;&#x6027; (&#x540D;) vespilloides &#x4EA4;&#x5C3E;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x6761;&#x4EF6;&#x306E;&#x4E0B;&#x3067;&#x30EA;&#x30BD;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x5272;&#x308A;&#x5F53;&#x3066;&#x3092;&#x30D0;&#x30A4;&#x30A2;&#x30B9;&#x3059;&#x308B;&#x89AA;&#x306E;&#x4ECB;&#x8B77;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x9593;&#x63A5;&#x7684;&#x306A;&#x5229;&#x76CA;&#x3092;&#x5F97;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x8A3C;&#x62E0;&#x3092;&#x898B;&#x3064;&#x304B;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;

&#x4E00;&#x59BB;&#x591A;&#x592B;&#x3068;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x9593;&#x63A5;&#x306E;&#x5229;&#x70B9;&#x306B;&#x95A2;&#x3059;&#x308B;&#x6BCD;&#x6027;&#x52B9;&#x679C;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3002;

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&#xC77C; &#xCC98; &#xB2E4; &#xBD80;&#xC640; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xAC04;&#xC811; &#xD61C;&#xD0DD;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBAA8;&#xC131; &#xD6A8;&#xACFC;&#xC758; &#xC601;&#xD5A5;.

A pesar de numerosos y diversos modelos te&oacute;ricos para los beneficios indirectos de poliandria, apoyo emp&iacute;rico se mezcla. Una de las razones de la dificultad para detectar los beneficios indirectos de poliandria puede ser que estos son sutiles y est&aacute;n mediados por efectos ambientales, tales como efectos maternos. Efectos maternos pueden ser especialmente importantes si las hembras asignan recursos a sus hijos seg&uacute;n las caracter&iacute;sticas de sus compa&ntilde;eros de apareamiento. Probamos esta hip&oacute;tesis en el escarabajo del soterramiento Nicrophorus vespilloides, una especie que brinda amplia y directa atenci&oacute;n parental a la descendencia. Se utiliz&oacute; un dise&ntilde;o factorial completo y hab&iacute;a acoplado a hembras a uno, dos, tres, cuatro o cinco hombres diferentes y manipularon las condiciones para que sus hijos recibieron reducido (12 h) o cuidado maternal completo (ca (72 h). Encontramos que aptitud de descendencia promedio aument&oacute; con cuidado maternal completo pero no hubo ning&uacute;n efecto significativo de poliandria o la interacci&oacute;n entre la duraci&oacute;n de la atenci&oacute;n materna y el nivel de poliandria en aptitud de descendencia. As&iacute;, aunque la poliandria podr&iacute;a proporcionar un mecanismo para sesgar la paternidad hacia la alta calidad o machos compatibles y variaci&oacute;n en materia de cuidado de sus padres, no se encontraron pruebas que mujer N. vespilloides ganar beneficios indirectos usando cuidado parental a sesgar la asignaci&oacute;n de recursos en diferentes condiciones de acoplamiento.

La influencia de efectos maternos en beneficios indirectos asociados con la poliandria.

Mating system variation is profound in animals. In insects, female willingness to remate varies from mating with hundreds of males (extreme polyandry) to never remating (monandry). This variation in female behaviour is predicted to affect the pattern of selection on males, with intense pre-copulatory sexual selection under monandry compared to a mix of pre- and post-copulatory forces affecting fitness under polyandry. We tested the hypothesis that differences in female mating biology would be reflected in different costs of pre-copulatory competition between males. We observed that exposure to rival males early in life was highly costly for males of a monandrous species, but had lower costs in the polyandrous species. Males from the monandrous species housed with competitors showed reduced ability to obtain a mate and decreased longevity. These effects were specific to exposure to rivals compared with other types of social interactions (heterospecific male and mated female) and were either absent or weaker in males of the polyandrous species. We conclude that males in monandrous species suffer severe physiological costs from interactions with rivals and note the significance of male-male interactions as a source of stress in laboratory culture.

Extreme cost of rivalry in a monandrous species: male-male interactions result in failure to acquire mates and reduced longevity.

Even more functions of sperm RNA: a response to Hosken and Hodgson.

Segregation distorters located on sex chromosomes are predicted to sweep to fixation and cause extinction via a shortage of one sex, but in nature they are often found at low, stable frequencies. One potential resolution to this longstanding puzzle involves female multiple mating (polyandry). Because many meiotic drivers severely reduce the sperm competitive ability of their male carriers, females are predicted to evolve more frequent polyandry and thereby promote sperm competition when a meiotic driver invades. Consequently, the driving chromosome's relative fitness should decline, halting or reversing its spread. We used formal modeling to show that this initially appealing hypothesis cannot resolve the puzzle alone: other selective pressures (e.g., low fitness of drive homozygotes) are required to establish a stable meiotic drive polymorphism. However, polyandry and meiotic drive can strongly affect one another's frequency, and polyandrous populations may be resistant to the invasion of rare drive mutants.

Thomas A. R. Price

Institute of Integrative Biology

University of Liverpool

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Thomas A. R. Price

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University of Liverpool

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Institute of Integrative Biology