La dynamique du conflit sexuel chez les striders d'eau
Explorer comment les traits masculins et féminins influencent les stratégies de reproduction chez Gerris odontogaster.
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Table des matières
- Types de Conflit Sexuel
- Conflit Sexuel chez les Gerris
- L'Importance du Conflit Sexuel
- L'Étude de Gerris Odontogaster
- Observation des Variations de Traits
- Contexte Évolutionnaire
- Analyse des Génétique du Développement
- Un Regard de Plus Près sur les Fonctions Génétiques
- Implications pour le Conflit Sexuel
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les mâles et les femelles partagent beaucoup de leur patrimoine génétique, mais ils ont souvent des objectifs différents en matière de reproduction. Ça peut mener à des conflits entre les sexes, connus sous le nom de conflit sexuel. Il y a deux types principaux de conflit sexuel : le conflit sexuel intralocus et le conflit sexuel interlocus. Le conflit sexuel intralocus se produit quand les mâles et les femelles préfèrent des Traits différents contrôlés par le même gène. D'un autre côté, le conflit sexuel interlocus arrive quand les meilleurs traits pour s'accoupler diffèrent entre les sexes, menant au développement de traits uniques pour chaque sexe.
Types de Conflit Sexuel
Le conflit sexuel intralocus est évident quand les mâles et les femelles ont des valeurs optimales différentes pour le même trait, comme la taille, l'âge de maturité ou la taille du corps. Ça crée des tensions parce que des gènes qui aident un sexe peuvent nuire à l'autre. Un signe de conflit intralocus est quand la condition physique d'un sexe est affectée négativement par des traits favorisés dans l'autre sexe.
Le conflit sexuel interlocus apparaît quand les mâles et les femelles ont besoin de résultats différents de leurs interactions. Ça peut mener à l'évolution de traits différents qui aident chaque sexe à réussir dans la reproduction. Par exemple, les traits des mâles peuvent évoluer pour mieux sécuriser des partenaires, tandis que les femelles peuvent évoluer des traits pour résister à des Accouplements non désirés.
Conflit Sexuel chez les Gerris
Un groupe d'insectes qui montre un conflit sexuel est celui des gerris. Dans ce groupe, les mâles ont développé des traits de préhension puissants pour s'accrocher aux femelles pendant l'accouplement. Cependant, les femelles ont évolué des caractéristiques qui les aident à se libérer de l'emprise des mâles, car elles n'ont souvent pas d'avantages à s'accoupler plusieurs fois. Les mâles s'efforcent de bien agripper les femelles, tandis que les femelles cherchent à se débarrasser des avances non souhaitées.
Les traits qui facilitent la prise des femelles par les mâles peuvent être contrés par les traits des femelles qui compliquent la réussite des mâles. Par exemple, les mâles peuvent développer des appendices en forme de griffes, tandis que les femelles peuvent évoluer des structures épineuses pour se protéger d'être agrippées.
L'Importance du Conflit Sexuel
Le conflit sexuel est considéré comme un facteur important dans la diversité des Espèces. Ça peut pousser à l'émergence de nouveaux traits et même mener à la formation de nouvelles espèces. Cela dit, il reste encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur la base génétique derrière ces traits sexuellement antagonistes.
De plus, si certains traits génétiques bénéficient un sexe mais nuisent à l'autre, ça peut mener à une connexion entre les traits des deux sexes. Comprendre comment ces traits évoluent et interagissent est crucial pour illustrer les dynamiques du conflit sexuel.
L'Étude de Gerris Odontogaster
Dans ce contexte, une espèce spécifique de gerris, Gerris odontogaster, offre un cas d'étude intéressant. Dans cette espèce, on peut voir comment les traits d'accouplement des mâles influencent les réponses des femelles. La recherche s'est concentrée sur un trait mâle qui les aide à agripper les femelles pendant l'accouplement. On a supposé que les caractéristiques féminines pouvaient évoluer en réponse aux pressions des mâles essayant de s'accoupler.
Deux populations clés de G. odontogaster ont été examinées, comprenant une où les mâles avaient des traits de préhension bien développés et une où ces traits étaient absents. L'objectif était de voir comment les réponses des femelles variaient entre ces populations.
Observation des Variations de Traits
Dans la population de mâles complètement développés, les femelles avaient une structure cachée qui compliquait la prise par les mâles. Dans la population avec des traits mâles rudimentaires, les femelles montraient une structure plus exposée en comparaison. Ça suggère que le développement des traits féminins est lié à l'étendue des traits mâles.
Une autre population avec des traits mâles intermédiaires a révélé que les traits féminins présentaient également des caractéristiques intermédiaires. De plus, une autre espèce étroitement liée sans traits de préhension mâles montrait des structures féminines complètement exposées. Ça indique une tendance où l'évolution des traits mâles a affecté le développement des traits féminins.
Contexte Évolutionnaire
Pour avoir une image plus claire de la façon dont ces traits ont évolué, les chercheurs ont analysé d'autres espèces du genre Gerris. Cette analyse a montré que les femelles dans les espèces sans traits de préhension mâles avaient des structures complètement exposées, ce qui correspond à l'absence de ces traits mâles.
Un arbre évolutif a révélé que la présence des traits de préhension mâles est un développement récent chez G. odontogaster. Ça signifie que l'absence de ces traits dans certaines populations représente probablement un éloignement d'un style d'accouplement agressif.
Analyse des Génétique du Développement
Pour approfondir l'étude du lien entre les traits mâles et femelles, les chercheurs ont examiné les facteurs génétiques responsables de ces traits. Le développement du trait de préhension mâle dépend de gènes spécifiques, qui n'étaient pas bien compris auparavant. Notamment, deux gènes ont été identifiés comme essentiels pour la formation de ces traits.
Quand ces gènes étaient manipulés, des changements significatifs se produisaient dans les traits de préhension mâles. Ces changements étaient également observés dans les structures féminines, montrant un parcours de développement partagé. Ça indique que les mâles et les femelles peuvent dépendre des mêmes influences génétiques pour développer leurs traits, favorisant l'interdépendance entre les sexes.
Un Regard de Plus Près sur les Fonctions Génétiques
Les gènes impliqués jouent un rôle crucial dans la formation des structures de préhension mâles. Quand les nymphe mâles étaient affectés par des traitements qui réduisaient la fonction de ces gènes, les traits étaient soit réduits soit complètement perdus. Fait intéressant, les structures féminines devenaient également moins cachées, montrant que la connexion génétique entre les sexes est significative.
Chez les femelles, un gène spécifique a été trouvé essentiel pour couvrir les traits mâles. Quand ce gène ne fonctionnait pas correctement, les structures devenaient plus exposées. Cependant, un autre gène, bien qu'important pour les mâles, ne semblait pas influencer le développement féminin de la même manière.
Implications pour le Conflit Sexuel
Le lien entre les traits mâles et femelles suggère que ces traits n'évoluent pas indépendamment. Au lieu de cela, ils font partie d'un réseau génétique plus large qui régit leur développement. Cette connexion peut affecter les dynamiques du conflit sexuel, surtout puisque les coûts de développement de ces traits peuvent impacter les deux sexes.
À mesure que les mâles évoluent pour améliorer leur succès de reproduction, les pressions sélectives sur les femelles vont aussi changer. Ça peut mener à des cycles de développement où les traits d'un sexe influencent l'évolution des traits de l'autre, créant un jeu complexe de stratégies sexuelles.
Conclusion
L'étude de Gerris odontogaster fournit des aperçus précieux dans le monde du conflit sexuel et la relation complexe entre les traits mâles et femelles. Comprendre ces dynamiques révèle comment les pressions évolutives façonnent le développement des espèces. En explorant les bases génétiques de ces traits, on peut mieux comprendre l'évolution des comportements et des caractéristiques influencés par le conflit sexuel. Grâce à cette recherche, on peut apprécier le rôle de la génétique dans le maintien de l'équilibre des interactions entre les sexes dans le monde naturel.
Titre: A shared genetic basis for sexually antagonistic male and female adaptations in the toothed water strider
Résumé: Sexual conflict can drive the divergence of male and female phenotypes and several cross-species comparative analyses have documented patterns of correlated evolution of sex-specific traits that promote the evolutionary interests of the sexes. However, male-female coevolution can be highly dynamic. Moreover, if male and female traits do not have an entirely distinct genetic basis, this can have profound effects on their coevolutionary dynamics. Here, we use water striders, a well-studied model system for sexually antagonistic coevolution, and ask whether sex-specific phenotypic adaptations covary across populations and whether they share a common developmental genetic basis. Using comparative analyses both at the population and species levels, we document an association between a derived male mate-grasping trait and a likely female anti-grasping counteradaptation in the toothed water strider Gerris odontogaster. Interestingly, in one population where males did not express their derived grasping trait, females had also regained the ancestral morphology. We then used experimental manipulation of gene expression, and show that these male and female traits are both linked to a common developmental genetic program containing Hox and sex determination genes, despite the fact that they are different structures on different segments. Our work thus suggests that the pleiotropic nature of developmental genetic programs can blur the distinction between inter- and intralocus genetic conflict.
Auteurs: Abderrahman Khila, C. Pruvot, D. Armisen, P. Roux, G. Arnqvist, L. Rowe, A. Husby
Dernière mise à jour: 2024-03-30 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586914
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.27.586914.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.