The descent of damselflies and variation in relation to sex

Beatriz Willink Castro

    Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

    269 Nedladdningar (Pure)

    Sammanfattning

    Vi har lyckan att leva i en föränderlig värld, och med förändringar följer variation. Den stora variationen i yttre egenskaper hos djur, och i synnerhet deras färger, fascinerar både forskare och lekmän. I den här avhandlingen utforskar jag flera aspekter på varför, och hur, färgvariation evolverar hos en karismatisk insektsgrupp. Dammflicksländor är färgglada, dagaktiva och visuellt drivna organismer. Hannarna använder sin syn för att finna honor som de försöker para sig med. Honorna däremot, skulle klara sig bättre utan överdrivet många parningsförsök från hannarna som minskar deras fortplantningsframgång och äggläggningstakt. Denna fundamentala konflikt mellan könen uppstår eftersom, i likhet med honor hos många andra djurarter, investerar flicksländehonor mer tid och energi i var och en av sina avkommor än vad hannarna gör, och deras reproduktionsframgång kräver därför inte tillgång till många hannar. För hannarna är det däremot reproduktivt fördelaktigt att para sig med många honor. Min forskning har fokuserat på konsekvenserna som denna typ av konflikt mellan könen får för evolutionen av omfattande honlig differentiering.
    Hos vissa arter av flicksländor förekommer det diskreta färgmorfer hos honorna, men inte hos hannarna. Dessa honliga morfer har anmärkningsvärt skilda färgmönster och det förekommer inga mellanformer. Så långt vi vet så är det en enda gen som bestämmer om en hona utvecklas till en färgmorf eller en annan. Min forskning visar att dessa honliga färgpolymorfier har utvecklats flera gånger oberoende av varandra under dammflicksländornas, nästan 40 miljoner år långa, evolutionära historia. Vidare så uppstår honliga färgmorfer hos flicksländor i ekologiska miljöer som är associerade med konflikter mellan hannar och honor. Till exempel när många könsmogna individer förekommer inom ett begränsat reproduktionsområde samtidigt och har ett kort tidsfönster att para sig.
    En av honmorferna hos dammflicksländorna är vanligtvis en hanlik ”härmare” som undviker potentiellt skadliga parningsförsök genom att likna en hanne. En statistisk analys av dammflicksländornas evolutionära historia visade att när honliga färgpolymorfier utvecklas så är det genom uppkomsten av en ny hanlik och han-härmande morf hos arter där hannar och honor ser olika ut. Detta stärker ytterligare hypotesen att könskonflikter är den huvudsakliga drivkraften bakom evolutionen av flera olika honliga färgmorfer. För honorna börjar emellertid risken för hanliga parningstrakasserier tidigt, innan de ens är könsmogna. Resultaten i min avhandling visar vidare att hanlika färgsignaler har evolverat flera gånger bland honor som inte är hanlika ”härmare”, och att dessa honor endast uttrycker sådana signaler innan de är könsmogna. Dessa juvenila färgsignaler får hannarna att undvika honorna.
    Finns det några konsekvenserna av evolutionen av honliga färgmorfer, utanför interaktioner mellan könen? Den här avhandlingen, i likhet med tidigare studier, visar att honmorferna skiljer sig åt i ett flertal olika egenskaper som påverkar honornas överlevnad och reproduktion. Min forskning visar att genen som styr morfutvecklingen interagerar med många andra gener under honornas utveckling. I synnerhet hos den stora kustflicksländan verkar dessa geninteraktioner påverka differentieringen mellan de hanlika honorna (”härmarna”) och de andra honmorferna vad gäller när flera viktiga steg i utvecklingen sker. Vidare så får dessa geninteraktioner konsekvenser för honor i olika miljöer och under olika ekologiska förhållanden. Jag visar att de två vanligaste honmorferna hos den stora kustflicksländan i Sverige skiljer sig åt i sina försvarsstrategier mot parasitiska vattenlöss. En av honmorferna är bättre på att försvara sig mot dessa vattenlöss, medan den andra morfens reproduktion knappast påverkas av infektioner från dessa parasiter.
    Om hanlika honor lyckas undvika en del av kostnaderna för hanliga parningsförsök genom sitt utseende, så kan man fråga sig varför inte alla honor försöker likna hannar. Svaret är att fördelarna med att härma hannar minskar när dessa hanlika honor blir alltför vanliga i populationen. Under sådana förhållanden skulle hannarna genomskåda ”härmarna” och de andra honliga färgmorferna skulle klarar sig bättre. Därför kommer könskonflikter inom populationerna att bibehålla den honliga färgvariationen över långa tidsperioder och de olika morferna kommer att skifta i sina frekvenser mellan generationerna. Över ännu längre tidsskalor så kan dock könskonflikterna få andra konsekvenser. Jag visar i min avhandling att evolutionen av flera honmorfer också kan leda till förhöjd utdöenderisk. Könskonflikter kan därför få stora konsekvenser på många egenskaper hos olika djurarter och kan styra uppkomsten, bibehållandet och förlusten av variation.
    Originalspråkengelska
    KvalifikationDoktor
    Tilldelande institution
    • Biologiska institutionen
    Handledare
    • Svensson, Erik, handledare
    • Cornwallis, Charlie, Biträdande handledare
    Tilldelningsdatum2018 okt. 12
    UtgivningsortLund
    Förlag
    ISBN (tryckt)978-91-7753-818-9
    ISBN (elektroniskt)978-91-7753-819-6
    StatusPublished - 2018 sep.

    Bibliografisk information

    Defence details
    Date: 2018-10-12
    Time: 09:30
    Place: The Blue Hall, the Ecology Building, Sölvegatan 37, Lund
    External reviewer(s)
    Name: Monteiro, Antónia
    Title: Professor
    Affiliation: National University of Singapore and Yale-NUS College, Singapore
    ---

    Ämnesklassifikation (UKÄ)

    • Evolutionsbiologi
    • Ekologi

    Fingeravtryck

    Utforska forskningsämnen för ”The descent of damselflies and variation in relation to sex”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

    Citera det här