《Marine Biology》:Male alternative reproductive tactics reflect complex spatial and temporal dynamics of fertilization in the squid
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采取替代繁殖策略(ARTs)的雄性往往面临不均衡的精子竞争,导致射精投入承受不对称压力。这种不对称还受受精情境时空变化的影响,例如雄性相对于雌性卵母细胞在何时何地释放精子。在枪乌贼科(Loliginidae)鱿鱼中,雌性拥有两个空间上分离的受精位点——内部输卵
采取替代繁殖策略(ARTs)的雄性往往面临不均衡的精子竞争,导致射精投入承受不对称压力。这种不对称还受受精情境时空变化的影响,例如雄性相对于雌性卵母细胞在何时何地释放精子。在枪乌贼科(Loliginidae)鱿鱼中,雌性拥有两个空间上分离的受精位点——内部输卵管开口(oviduct opening)和外部口膜(buccal membrane)——分别与护卫(consort)策略和偷袭(sneaker)策略相关。因此,具有替代表型的雄性在精子竞争和受精情境两方面均面临不对称压力。长期以来,护卫雄性因其能接触内部位点而被预测主导父权,这使得理解偷袭雄性的作用变得困难,因为后者的精子储存在口膜处。研究人员利用枪乌贼科物种Doryteuthis pleii,实证获得了受精位点决定雄性成功的证据。当产卵雌性在两个位点均有精子时,输卵管处的精子垄断受精。这澄清了关于鱿鱼ARTs的长期谜团。例如,先前研究表明偷袭雄性每次交配的精子投入低于护卫雄性——本研究结果显示,这一策略可能与口膜处未受精卵母细胞的可获得性较低有关。相反,当雌性输卵管缺乏精子时,最后交配的偷袭雄性生育大多数后代。这表明,尽管口膜为多个偷袭雄性提供长期精子储存,但最终是最后雄性精子优先(last-male sperm precedence)决定外部位点的受精成功,揭示了口膜处复杂的交配后性选择。总体而言,这些结果证实了受精情境在ARTs演化中的关键重要性,并突显枪乌贼科鱿鱼是检验受精环境和精子竞争不对称如何塑造雄性ARTs分化适应的优秀模型。
研究背景与问题:在具有替代繁殖策略(ARTs)的物种中,优势雄性与从属雄性常面临不同的精子竞争压力。经典偷袭-护卫模型预测从属雄性应增加射精投入,但受精情境的时空差异可能改变这种压力。枪乌贼科(Loliginidae)鱿鱼雌性体内存在两个分离的受精位点:输卵管开口(oviduct opening, OP)和口膜(buccal membrane, BM)。护卫(consort)雄性采用雄性平行(male-parallel, MP)姿势将精子置于OP附近,偷袭(sneaker)雄性采用头对头(head-to-head, HH)姿势将精子置于BM,后者可被储存在受精囊(seminal receptacle)中。由于护卫雄性的精子在空间上更接近卵子释放处,长期以来被认为主导父权,但偷袭雄性的作用缺少直接实验证据。以往研究要么无法控制同一雄性使用两种姿势,要么仅分析单个卵串,无法可靠关联受精