National Science Foundation – Missä Löytöjä Begin

Tutkimus Uutiset

Indiana University jatko-opiskelija kuvaa tutkimus-opiskelu populaatiot Uusi-Seelanti makean veden etanat, jotka lisääntyvät joko suvullisesti tai suvuttomasti määrittää, jos seksuaalinen lisääntyminen tarjoaa etuja loinen-rikas ympäristöissä,

Leikittelevät ankkoja rehun matala alue Järven Alexandrina, Uusi-Seelanti.,

• Luotto ja Suurempi Versio
• Näytä Tiedostojen Multimedia

28. lokakuuta 2009

Koska Darwinin aikaan, biologit ovat yrittäneet ymmärtää etuja ja seksuaalinen lisääntyminen. Tämä ei ole vähäpätöistä, koska seksiin liittyy selviä haittoja.

toisin Kuin seksuaalinen organismeja, aseksuaalit eivät tarvitse kumppani lisääntyä, ne voivat lisääntyä clonally ja ne voivat tuottaa kaksi kertaa niin paljon naispuolisia jälkeläisiä., Jos seksistä ei olisi hyötyä ja jos sekä seksuaali-että aseksuaalit kilpailisivat resursseista, aseksuaalit ottaisivat vallan vain muutamassa sukupolvessa.

tästä Huolimatta eniten eukaryoottisesta organismien lisääntyä seksuaalisesti, ja suuri mysteeri on, että sekoittaa seksuaali-suvuton populaatiot eivät esiinny luonnossa.

yli 20 vuoden ajan tätä arvoitusta on tutkinut neuvonantajani Curtis Lively Indianan yliopistosta sekä hänen oppilaansa ja kollegansa. Laboratoriomme on löytänyt tukea hypoteesille, että seksistä on hyötyä loisrikkaissa ympäristöissä.,

Punaisen Kuningattaren Hypoteesi,

Punaisen Kuningattaren Hypoteesi ehdottaa, että elinvoimaiset loisia sopeutua tartuttaa geneettisesti yhteinen isännät, estää aseksuaalit tulemasta liian runsas (yleisin on huono). Sukupuoli tuottaa geneettisesti ainutlaatuisia yksilöitä, jotka voivat välttää tartunnan (harvinainen on hyvä), ja siten suosia luonnonvalinta.

hypoteesi on nimetty kappale, Lewis Carrollin ”Through the Looking Glass”. Punainen kuningatar ja Liisa juoksevat kukkuloiden ja laaksojen yli, mutta pysyvät aina samassa paikassa., Samoin hypoteesin mukaan populaation geneettinen muutos on välttämätön status quon säilyttämiseksi. Taajuudet suvuton isännät lisäys (hills) ja vähennys (laaksoissa) vastauksena loinen sopeutumista, kun taas seksuaalinen isännät voivat välttää nämä coevolutionary ylä-ja alamäkiä.

Lopulta, nämä dynamics yli sukupolvien estää suvuton ottaa haltuun ja ylläpitää rinnakkaiselo aseksuaalit ja sexuals.,

Mukauttaminen paikalliseen loisten

Potamopyrgus antipodarum on Uusi-Seelanti makeanveden etana, joka toistaa joko seksuaalisesti tai clonally, ja ei kytkin tilat sen elinkaaren aikana. Populaationa etanat voivat olla suvuttomia tai suvuttomien ja seksuaalisten yksilöiden seoksia.

Vuonna 1987, kun verrataan sekoitettu etana väestön kanssa täysin suvuton väestön, Vilkas löytynyt, entinen oli enemmän raskaasti tartunnan sterilointia worm loinen., Tämä oli ensimmäinen vihje, että korkea loinen infektio etana väestöstä edistää rinnakkaiseloa seksuaali-ja suvuton väestön.

Sittemmin useat kokeet ovat osoittaneet, nämä loiset voivat tartuttaa etanat sama järvi kuin eri järvissä. Tämä viittaa siihen, että loiset ovat sopeutuneet paremmin tarttumaan etanoihin vain paikallisessa sekapopulaatiossa, ennustaa Red Queen-hypoteesi.,

yhdistyksen välillä loinen sopeutuminen ja seksuaalisen lisääntymisen etanat led Vilkas, yhteistyökumppaneillemme, Lynda Delph ja Jukka Jokela, ja minua tutkimaan tällainen kuvio sisällä Alexandrina ja Kaniere järvien Uusi-Seelanti.

kussakin järvi, seksuaalinen etanat ja loiset ovat yleisiä matalassa vedessä marginaalit, ja syvä elinympäristöjä (yli neljän metrin syvyydessä) hallitsevat tartuntaa aseksuaalit. Me arveltu, että sexuals oli etulyöntiasema aseksuaalit matalassa vedessä, koska coevolving loisia, mutta ei syvä, jossa loiset ovat poissa.,

vaihtoehtoinen selitys on kuitenkin se, että matalavetiset etanat ovat yleensä herkkiä. Meidän oli selvitettävä, ovatko matalavesiset etanat alttiita erityisesti paikallisille, samajärven loisille vai kaikille loisille sijainnista riippumatta. Punainen Kuningatar olisi ennustaa entinen, koska paikallinen loisia olisi paras mahdollisuus coevolve kanssa etanat.

loisia on runsaasti matalassa vedessä sorsien ravinnonhankintakäyttäytymisen vuoksi., Sorsien on nautittava loisten toukkia parasiittien elinkaaren loppuun saattamiseksi (ankat syövät vahingossa tartunnan saaneita etanoita). Ankat eivät rehua syvissä elinympäristöissä, joten loiset voivat täydentää elinkaartaan vain matalissa elinympäristöissä. Näyttää siltä, että matalassa on enemmän etanoita ja loisia, koska syvässä etanat ja loiset harvoin kohtaavat toisiaan.

– Meidän koeasetelma oli yksinkertainen: matala ja syvä vesi etanat ja altistaa ne loiset on kerätty samasta järvien ja eri järvissä. Löysimme kaksi mielenkiintoista tulosta.,

Ensimmäinen, matala-vesi etanat olivat enemmän tartunnan sama-järvi loisia kuin olivat syvä -, vesi etanat, mikä viittaa siihen, loiset coevolve vain etanoita matala elinympäristöjä. Syvänmeren etanat eivät osallistu kanssakäymiseen vain metrin päässä.

toiseksi, matalat tai syvänmeren etanat eivät olleet alttiita eri järvien loisille. Siksi vain paikalliset (eli coevolving) loiset, eivätkä loiset mistä tahansa, voivat tartuttaa matalia etanoita.,

Tavallinen on huono, harvinainen on hyvä.

– meidän kokeilu, löytyi tukea Punaisen Kuningattaren Hypoteesi ja osoittanut sen soveltaminen pienissä mittakaavoissa luonnossa. Osoitimme, että loiset sopeutuvat etanapopulaatioihin, joissa seksuaali-ja aseksuaalit elävät rinnakkain matalassa vedessä.

liittyvä tutkimus, Vilkas ja Jokela osoittanut, että loiset sopeutua tartuttaa suvuton etanat matalassa vedessä, ne todellakin suosivat seksiä, kuten on ennustettu Red Queen-Hypoteesi. Kotilot, jotka olivat geneettisesti yleisiä ja erittäin loisten tartuttamia, olivat harvinaisia., Geneettisesti Melko harvinaiset ja aiemmin loisille vastustuskykyiset etanat yleistyivät ja tulehtuivat. Koko ajan seksuaaliset etanat sinnittelivät matalassa vedessä. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun kukaan osoitti Red Queen Dynamicsin säilyttäneen seksuaalisen lisääntymisen.

seksuaalisen lisääntymisen kustannuksista huolimatta sillä näyttää olevan käyttöä loisia vastaan. Seksieliöt ovat geneettisesti harvinaisia, eivätkä loiset näin ollen pysty sopeutumaan niihin., Todisteet Uusi-Seelanti etanat osoittaa, että loinen sopeutumista tartuttaa yhteisen suvuton yksilöiden estää aseksuaalit poistamalla sexuals väestöstä.

Lisää tutkimusta muiden organismien kanssa sekä lisääntymis-tilaa olisi suuresti hyötyä meidän käsitys etuja sukupuoli ja dynamiikan taustalla suvuton-seksuaalinen rinnakkaiseloa.

lisää, Katso Indianan yliopiston tiedote.

— Kayla Kuningas, Indiana University, [email protected]

Tämän kulissien Takana artiklan toimitettiin LiveScience yhteistyössä National Science Foundation.,

• 

  Indiana University jatko-opiskelija Kayla Kuningas dissects etanat mikroskoopilla.
  Luotto ja Suurempi Versio

• 

  Curtis Vilkas ja Jukka Jokela sukeltaa kerätä etanat Lake Alexandrina, Uusi-Seelanti.
  Luotto ja Suurempi Versio

• 

  ajat ovat tartunnan etana (top) ja tartuntaa etana (pohja) poistetaan niiden kuoret.,
  Luotto ja Suurempi Versio

Tutkijat
Kayla Kuningas
Curtis Vilkas
Lynda Delph
Jukka Jokela

aiheeseen Liittyvät Laitokset/Järjestöt
Indiana University
Eawag/ETH-Zürich

Sijainnit
Indiana
Uusi-Seelanti

Siihen liittyvät Ohjelmat
Väestön ja Yhteisön Ekologian
Pitkän Aikavälin Research in Environmental Biology

aiheeseen Liittyvät Palkinnot
#0640639 LTREB: Pitkän Aikavälin Tutkimus Host-Parasite Interactions

Yhteensä Avustukset
$424,937