Selección sexual post-copulatoria en Drosophila : ¿cuántas moscas no nacen por causa de la competencia espermática?

• Autores: Hurtado, Juan
• Año de publicación: 2014
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Hasson, Esteban Rubén
• Materia: COMPETENCIA ESPERMATICA; POLIANDRIA; PRIORIDAD DE ESPERMA; SELECCION SEXUAL; SISTEMA DE APAREAMIENTO; USO DE ESPERMA; MATING SYSTEM; POLYANDRY; SEXUAL SELECTION; SPERM COMPETITION; SPERM DISPLACEMENT; SPERM USAGE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La competencia espermática (CE), ampliamente extendida entre las especies sexualescuyas hembras son promiscuas, podría representar potentes presiones selectivas promoviendoconflictos intra e intersexuales. Por ello, es considerada un componente dominante de laselección sexual que teóricamente puede disparar evolución adaptativa rápida en caracteressexuales. Estos caracteres constituyen potenciales barreras reproductivas entre poblacionesdivergentes, por lo que la CE también podría facilitar la especiación. El verdadero rol de la CE enla evolución rápida o la especiación, sin embargo, permanece oculto. ¿Que tan frecuente es lapromiscuidad de las hembras como para posibilitar la CE? ¿es la CE una fuerza selectivaintensa? ¿su intensidad varía entre las especies? Frente a estas cuestiones, en este trabajoestudiamos la intensidad de la CE y los factores del sistema de apareamiento (conjunto decomportamientos sexuales y reproductivos) que dan cuenta de ella en las especies hermanas Drosophila buzzatii y D. koepferae. Los análisis de promiscuidad que realizamos con hembrasinseminadas en la naturaleza revelaron que la incidencia de paternidad múltiple y, por tanto, elriesgo de CE es mayor en D. buzzatii que en D. koepferae. El número estimado de padres porcamada fue 3,57 en D. buzzatii y 1,95 en D. koepferae. En consecuencia, la proporción esperadade hembras inseminadas naturalmente por más de un macho fue 0,89 en D. buzzatii y 0,58 en D.koepferae. Según los experimentos de laboratorio, este patrón podría explicarse tanto por lamayor velocidad con la que las hembras inseminadas de D. koepferae utilizan el espermaalmacenado, como por la mayor tasa de reapareamiento de las hembras de D. buzzatii. Además,encontramos que el costo reproductivo que la CE impone sobre los machos es también mayoren D. buzzatii. Cuando una hembra inseminada copula con un segundo macho, la fertilidad delprimero se reduce alrededor de 71% en D. buzzatii y sólo 33% en D. koepferae. En vista de lasestimaciones del riesgo y del costo reproductivo de la CE, concluimos que la selección sexualpostcopulatoria o CE representa una fuerza selectiva intensa en D. buzzatii. En esta últimapudimos inferir que el 71% del esperma funcional no alcanza la fertilización a causa de la CE, entanto que en D. koepferae sólo el 6% del esperma funcional perece a causa de la CE. Frente aestos resultados contrastantes, extendimos los experimentos a una tercera especiecercanamente emparentada, D. antonietae, en la cual estimamos que la CE excluye al 69% delesperma funcional. Creemos entonces que la CE tiene un gran potencial para generar evoluciónadaptativa ya que, en promedio, uno de cada dos espermatozoides no consigue la fecundación acausa de la CE en estas moscas cactófilas.
Sperm competition (SC), which is widespread among sexual species with promiscuousfemales, may represent strong selective pressures by enhancing intra and intersexual conflicts. Therefore, it is considered a major component of sexual selection that can theoretically triggerrapid adaptive evolution in sexual characters. These traits may promote reproductive isolating barriers between divergent populations, thus SC may also facilitate speciation. The actual role of SC on rapid and adaptive evolution or speciation, however, is poorly understood. Are femalespromiscuous enough to enable SC? Does SC represent powerful selective pressures? Does itsintensity vary among species? In the face of these issues, we studied in this thesis the intensityof SC and the mating system factors (sexual and reproductive behaviours) that account for it inthe sibling Drosophila buzzatii and D. koepferae. Promiscuity analyses on wild inseminatedfemales revealed that the incidence of multiple paternity and, in turn, SC risk are greater in D.buzzatii than in D. koepferae. The estimated number of sires per brood was 3,57 in D. buzzatiiand 1,95 in D. koepferae. Therefore, the expected proportion of wild caught females inseminatedby more than one male was 0,89 in D, buzzatii and 0,58 in D. koepferae. Lab experimentsindicated that this pattern is accounted for by the fact that D. buzzatii females retain sperm forlonger periods and remate more often than D. koepferae females. In addition, we found that SCimposes a greater reproductive cost in D. buzzatii. When sperm of two different males cooccurredinside a female, first mating male fertility was reduced by 71% in D. buzzatii and only 33% in D. koepferae. Based on the estimations of SC risk and cost, we concluded that postmatingsexual selection or SC represents a powerful selective pressure in D. buzzatii. In the latter, weinfer that 71% of functional sperm do not reach fertilization because of SC, while only 6% offunctional sperm fail because of SC in D. koepferae. In view of these contrasting results, weextended the experiments to a third related species, D. antonietae, in which we estimated that SC excludes 69% of functional sperm. Then, we believe that SC has a great potential to generateadaptive evolution since, on average in these flies, one out of two spermatozoids does not reachfertilization because of SC.
Fil: Hurtado, Juan. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.