カペリン魚の性的サイズ二形性を理解する
カペリンのサイズの違いが繁殖戦略にどう影響するかを探ってみて。
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性的サイズ二形性(SSD)は、種のオスとメスの動物のサイズの違いを説明する。これには、各性がどのように成長するかに影響を与えるさまざまな理由がある。多くの種では、メスの方がオスよりも大きい傾向があって、なぜなら大きなメスはより多くの卵を作れるから。逆に、オスがメスよりも大きくなることもあって、これはオス同士の繁殖相手をめぐる競争によるもの。
SSDは魚、鳥、哺乳類など、さまざまな動物で見られる。魚の種類では、しばしばメスが大きい例が多いけど、選択がどう機能するかや交配システムがどう設けられているかを学ぶための例外もある。
カペリン
カペリンは、オスが一般的にメスよりも大きい例外の一つ。成熟したオスのカペリンは、サイズが大きくなるだけでなく、繁殖準備が整ったときには特別な特徴、例えば大きなヒレや体の特別な隆起を見せる。これらの特徴は、メスを引きつけるためではなく、むしろ交配の際にオスの助けになるかもしれない。
面白いことに、オスのカペリンが大きいにもかかわらず、交配の機会を巡って争っている証拠はない。もしメスがサイズに基づいて相手を選ぶとしたら、この主張を支持する確固たる証拠はない。大きなオスには何らかの利点があるかもだけど、大きくなるには時間がかかるし、リスクもある。要するに、大きさの利点とその大きさになるリスクの間にバランスがあるかもしれない。
カペリンの交配戦略
最近の考えでは、オスのカペリンのサイズの違いは、メスが産卵するのを待ちながら一か所に長時間留まる交配戦略に関連している。そういう間に、オスはできるだけ近くに留まろうとする。大きいことで、より長く待つためのエネルギーが得られるかもしれない。
でも、一か所に留まるからといって、もっと交配できるわけじゃない。オスは複数回交配するための十分な精液が必要。繁殖シーズンの初めに大量の精液を持つか、または継続的に精液を作る能力を持っているかのどちらかだ。
カペリンは異常に小さい睾丸を持っていて、大量の精液を貯蔵することができない。産卵エリアの近くで確認された一部のオスは精液が全くないことがある。これはカペリンの精子放出のユニークな方法によるもので、使用したものをすぐに補充するのが難しいからだ。
これらの制限にもかかわらず、もしカペリンが交配のために一か所に留まることに頼っているなら、複数回の産卵中に精液をすぐに再生できると期待されている。
カペリンの精液の質を調べる
2023年夏の研究では、カナダのニューファンドランドの3つのビーチで産卵中のオスのカペリンを調査した。6月と7月のいろんな時期に捕まえられた魚のサイズを記録し、腹部を優しく押して精液を評価した。
精液の質は、精液がない、質が悪い、普通の質、優れた質の4つのグループに分類された。質が悪い精液は卵を受精させないかもしれないと研究者たちは考えていた。普通と優れた質の精液は、放出された量に基づいて評価された。
その質の評価が役立つかどうかを確認するため、各質のグループから2匹のオスがテストされた。優れた質の精液を持つオスは、普通の質のオスよりも卵を受精させるのにずっと成功していることが分かった。
精液の再生
カペリンが精液を再生する能力も管理された環境で研究された。オスが捕まえられ、餌を与えられずにタンクに保管された。数日ごとに、精液の質と量が変化するかどうかをチェックされた。
ほとんどのオスは最初は優れたまたは普通の質の精液を持っていた。精液を完全に取り除かれた後、多くはわずか2日で優れたと普通の質の精液を再生できた。この能力は、飼育される時間が長くなるにつれて改善されるようだった。
後に捕まえられた魚の中には、精液を再生する能力が低下しているものもいたが、最初に剥奪されたオスは、後で捕まえられたオスよりも早く精液を回復できた。
精液の質と量の変動
研究を通じて、カペリンの間で精液の質にかなりの変動が見られた。サンプルのほとんどのオスは優れた質の精液を持ち、日によっては少なかった。普通の質も記録されたが、質が悪いか精液がないオスはほんの少数だった。
優れた質の精液を持つほとんどのオスは、多くの量を持っていて、質が良いほど量も多いというパターンが示された。しかし、オスのサイズと精液の質の間には明確な関係はなかった。
カペリンの交配プロセスに関する洞察
オスのカペリンはメスが産卵するのを待ちながらビーチの近くに留まる傾向がある。この戦略は、持久力の競争と呼ばれ、オスは常に交配の機会に備えている必要があることを示唆している。データによると、多くのオスのカペリンは繁殖期間中に良質の精液を持っていた。
精液が全くないオスもいくつかいたけど、特にサンプリング期間の後半には、多くのオスが十分な量を持っていた。さらに、優れた質の精液を持つオスは、通常高い量も持っていた。
サイズと精液の質に関する期待にもかかわらず、結果はオスのサイズと精液の質の間に有意な関係がないことを示した。しかし、優れた質の精液の量は、大きなオスの方が高くなる可能性があった。
カペリンの精液再生能力
カペリンは小さい睾丸のサイズにもかかわらず、精液を迅速に再生する驚くべき能力を示した。ほとんどのオスがわずか2日で精液を再生できる。2日目に精液を完全に補充できなかったオスは、時間が経つにつれて改善する傾向があった。
他の魚種で精液の質が時間とともに低下するという結果とは異なり、カペリンのユニークなアプローチは、より効果的な再生を可能にした。これは、メスが迅速な精液再生が可能なオスと交配することで繁殖の成功を高められるかもしれないことを示唆している。
結論
カペリンは、性的サイズ二形性や交配戦略の研究において興味深いケースを提供する。精液の質の変動と再生能力を理解することは、彼らの繁殖成功に洞察を与えることができる。この知識は、魚の管理やカペリンの野生個体群の保存にも役立つかもしれない。
これらの側面を探ることによって、研究者たちは交配システムのダイナミクスやカペリンのような種の成功に影響を与える要因をよりよく理解できるだろう。
タイトル: Endurance rivalry in capelin: insights from semen quality and regeneration
概要: Male-biased adult sexual size dimorphism is often the result of intra-sex sexual selection driven by male-male competition. Capelin (Mallotus villosus) exhibit male-biased sexual size dimorphism but lack contests/fighting, and female mate choice, if present, is unrelated to male size. Consequently, it is hypothesized that adult sexual size dimorphism in capelin is due to a mating system that favours larger males with greater energy reserves, allowing them to compete for prolonged access to mating opportunities through endurance rivalry. To enable this, males need a continual supply of semen through the spawning season. However, they have unusually small testes and are predicted to deplete stored semen rapidly, and their unique sperm physiology (i.e. the only known external fertilizing vertebrate to release pre-activated semen) may constrain the ability to regenerate it. We found that the majority of capelin sampled on beaches in 2023 had adequate semen, but towards the end of the spawning season some fish had none. Capelin held in laboratory tanks could regenerate semen within two days, maintaining their ability to seize continual mating opportunities. These results support the endurance rivalry hypothesis.
著者: Craig F. Purchase, R. Wagle, C. P. Hanley
最終更新: 2024-06-09 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.06.597742
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.06.597742.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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