Intralocus sexueller Konflikt - Intralocus sexual conflict

Intralocus-sexueller Konflikt ist eine Art sexueller Konflikt , der auftritt, wenn ein genetischer Locus Allele beherbergt , die gegensätzliche Auswirkungen auf die Fitness jedes Geschlechts haben, so dass ein Allel die Fitness von Männern verbessert (auf Kosten von Frauen), während das alternative Allel die Fitness verbessert die Fitness der Weibchen (auf Kosten der Männchen). Solche "sexuell antagonistischen" Polymorphismen werden letztendlich durch zwei Kräfte erzeugt: (i) die divergierenden reproduktiven Rollen jedes Geschlechts, wie Konflikte über die optimale Paarungsstrategie, und (ii) das gemeinsame Genom beider Geschlechter, das eine positive Genetik zwischen den Geschlechtern hervorruft Korrelationen für die meisten Merkmale. Langfristig wird der sexuelle Konflikt zwischen den Geschlechtern gelöst, wenn sich genetische Mechanismen entwickeln, die die genetischen Korrelationen zwischen den Geschlechtern zwischen den Merkmalen entkoppeln. Dies kann beispielsweise durch die Evolution geschlechtsspezifischer oder geschlechtsbeschränkter Gene erreicht werden .

Intralocus sexueller Konflikt kann eine Form betrachtet wird Maladaptation , wie es in einer Abweichung beider Geschlechter aus ihren Ergebnissen Fitness optima, mit beiden Geschlechtern Züge zum Ausdruck , die Eignung für den Sex ist suboptimal sind. Intralocus-sexuelle Konflikte können auch als eine Form der Pleiotropie angesehen werden , bei der genetische Varianten gegensätzliche Auswirkungen auf verschiedene Klassen von Individuen innerhalb einer Population (dh Männchen und Weibchen) haben, anstatt gegensätzliche Auswirkungen auf verschiedene Komponenten der Fitness (z. B. Überleben vs. Paarung). Erfolg). Der sexuelle Konflikt im intralocus hat wichtige Auswirkungen auf die Evolution des Sexualdimorphismus, die Evolution der Geschlechtschromosomen und die Aufrechterhaltung der genetischen Variation.

Sexueller Konflikt

Alle sexuellen Konflikte zwischen den Geschlechtern entstehen, weil Mitglieder eines Geschlechts Merkmale aufweisen, die ihre Fähigkeit zum erfolgreichen Überleben und zur Fortpflanzung fördern, während der Ausdruck dieser Merkmale die Fitness des anderen Geschlechts negativ beeinflusst. In der Genetik bezieht sich ein Locus auf die genaue Position eines Gens auf einem Chromosom, und sexuelle Konflikte können je nach zugrunde liegender Genetik unterschiedliche Folgen haben. Interlocus-Sexualkonflikte treten bei jedem Geschlecht an unterschiedlichen Loci auf, während Intralocus-Sexualkonflikte an denselben Loci auftreten. Ein Beispiel für sexuelle Interlocuskonflikte ist die Expression von akzessorischen Drüsenproteinen durch Männchen während der Paarung, die sich negativ auf die weibliche Fitness auswirken. Dies kann zu einer Gegenadaptation an einem anderen Ort führen, um den Schaden bei Frauen zu verringern. Zum Beispiel kann ein Weibchen die schädlichen Folgen des Kontakts mit männlichen akzessorischen Drüsenproteinen während der Paarung verringern, indem es länger wartet, um sich wieder zu paaren, oder sie kann eine entgegengesetzte körperliche Anpassung ihres Fortpflanzungstrakts entwickeln.

Alternativ kann ein sexueller Konflikt innerhalb desselben Ortes auftreten, in diesem Fall wird er als sexueller Konflikt innerhalb des Ortes bezeichnet. Intralocus-sexuelle Konflikte treten auf, weil viele phänotypische Merkmale durch einen gemeinsamen Satz von Genen bestimmt werden, die sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen Individuen gefunden und exprimiert werden. Zum Beispiel sind phänotypische Merkmale wie Körpergröße, Ernährung, Entwicklungszeit, Langlebigkeit und Bewegungsaktivität typischerweise zwischen den Geschlechtern positiv genetisch korreliert. Es wurde auch vorgeschlagen, dass diese Merkmale einem sexuellen Konflikt im intralocus zugrunde liegen, da sie antagonistischen Selektionsmustern ausgesetzt sein können, bei denen erhöhte Werte eines Merkmals zu einer verbesserten Fitness bei einem Geschlecht, jedoch zu einer verminderten Fitness beim anderen führen, was eine negative Korrelation für die Fitness zwischen generating männliche und weibliche Individuen, die ein bestimmtes Merkmal ausdrücken.

Entwicklung

Chenowethet al. schlug ein Vier-Phasen-Modell für die Entwicklung von intralocus-sexuellen Konflikten vor, bei dem die erste Phase die Selektion auf ein Merkmal bei beiden Geschlechtern stabilisiert . Intralocus-Konflikt entsteht dann in der zweiten Phase, wenn eine Änderung der physischen oder sozialen Bedingungen eine intensive Selektion auf dieses Merkmal bei Männern und/oder Frauen verursacht und beide Geschlechter von ihrem Optimum verschoben werden. In der dritten Phase setzt sich die divergierende Selektion bei beiden Geschlechtern fort, wird aber abgeschwächt. In der vierten Phase ist der Intralocus-Konflikt vollständig gelöst und es ist ein Sexualdimorphismus aufgetreten.

Beispiele

Ein gutes Beispiel für einen sexuellen Konflikt innerhalb des Locus kann beim Menschen in Bezug auf den Selektionsdruck auf die Körpergröße gesehen werden, der zwischen den Geschlechtern variiert. In der Natur wurde eine negative Korrelation zwischen der Körpergröße einer Frau und ihrem Fortpflanzungserfolg beobachtet, wobei die Selektion relativ kleinere Frauen begünstigte. Auf der anderen Seite werden Männer von durchschnittlicher Größe bevorzugt und haben einen höheren Fortpflanzungserfolg als Männer, die von Natur aus kleiner oder größer sind. Studien konnten den Schluss ziehen, dass Weibchen bei Geschwisterpaaren mit geringerer Körpergröße einen höheren Fortpflanzungserfolg erzielen, während der Fortpflanzungserfolg bei Geschwisterpaaren durchschnittlicher Größe bei Männchen viel höher war. Diese Ergebnisse zeigen, dass sexuelle Konflikte im intralocus über ein körperliches Merkmal wie die Körpergröße einen Einfluss auf die Darwinsche Fitness beim Menschen haben können.

Intralocus-sexuelle Konflikte mindern die Vorteile der sexuellen Selektion. Beispiele für intralocus-sexuelle Konflikte finden sich überall in der Natur.

Bei Menschen berichten Männer und Frauen, die aufgrund ihres Geschlechts männlicher erscheinen, Brüder, die im Vergleich zu ihren Schwestern einen höheren Partnerwert haben. In ähnlicher Weise korrelieren Personen mit Normalgewicht und einem höheren Östradiolspiegel positiv mit höheren Partnerwerten bei Frauen, und höhere Testosteronspiegel korrelieren positiv mit höheren Partnerwerten bei Männern. Personen, die körperlich und hormonell männlicher sind, neigen dazu, Brüder zu haben, die attraktiver sind als ihre Schwestern, während weiblichere Personen Schwestern haben, die attraktiver sind als ihre Brüder. Dies legt nahe, dass sexuelle Konflikte innerhalb des Locus die Fitness eines Individuums vermitteln und bestimmen können. Menschliche Hüften sind ein weiteres Beispiel, bei dem Frauen größere Hüften für die Geburt benötigen, im Gegensatz zu kleineren Hüften (optimal zum Gehen) für Männer. Die die Hüftgröße beeinflussenden Gene müssen einen Kompromiss eingehen, der weder im männlichen noch im weiblichen Optimum liegt.

Bei der Ibiza Mauereidechse (Podarcis pityusensis) gibt es intralocus sexuelle Konflikte um die Farbe. Bei dieser Art wird Farbe als Signal für die Kampffähigkeit des Mannes verwendet. Männchen, die heller gefärbt sind, werden als bessere Kämpfer wahrgenommen. Wenn Eidechsen in dieser Art altern, werden sie größer und bunter. Während der Paarungszeit konkurrieren die Männchen normalerweise um Weibchen und Ressourcen, indem sie miteinander kämpfen. Männer wählen ihre Gegner basierend auf der Intensität der Fellfarbe ihres Gegners aus. Auch die Weibchen dieser Art besitzen ein buntes Fell. Diese Eigenschaft ist für Weibchen schädlich, da sie durch ihre Farbigkeit für Männchen und Raubtiere auffälliger werden. Bei Männern hilft die Farbigkeit jedoch den Männern, Kämpfe zu gewinnen und erhöht ihren Fortpflanzungserfolg.

Ein weiteres Beispiel kann in den Merkmalen der Hörner des Soayschafes (Ovis aries) und der Länge des Schwanzes des Serinfinken (Serinus serin ) gesehen werden. Männchen, die bei diesen Arten größere Hörner oder längere Schwänze besitzen, haben einen höheren Erfolg bei der männlichen Konkurrenz und einen erhöhten Fortpflanzungserfolg. Diese Eigenschaften erfordern jedoch viel Energie für die Weibchen und nützen den Weibchen in keiner Weise.

Intralocus - genetische Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen wurden bei einer Vielzahl von Fischarten mittels RAD - Sequenzierung identifiziert , darunter Golf - Seenadeln und Diakon - Felsenfische . Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass einige der Loci in Diakon-Denkenfischen Beispiele für sexuelle Konflikte innerhalb des Locus sein könnten, aber ihre Funktion und evolutionäre Bedeutung ist derzeit ungewiss.

Auflösung

Es wurden mehrere Hypothesen aufgestellt, die versuchen, mögliche Lösungen für sexuelle Konflikte innerhalb des Locus zu erklären. In einer These wird vorgeschlagen, dass sexuelle Konflikte im intralocus durch geschlechtsabhängige Genregulation minimiert werden können. Auf diese Weise können negativ selektierte Gene sexuell dimorphe Merkmale entwickeln, die geschlechtsspezifische Optima fördern. Sexueller Dimorphismus wird als eine wirksame Lösung angesehen, da er unter kurzfristiger Selektion irreversibel gemacht werden kann. Infolgedessen könnte der Sexualdimorphismus eine Lösung für sexuelle Konflikte im intralocus darstellen. Eine andere Hypothese schlägt vor, dass sexuelle Konflikte im intralocus durch alternatives Spleißen gelöst werden können . Bei diesem Mechanismus entscheidet das Geschlecht eines Organismus letztendlich über die endgültige Form des Proteins, das aus einer gemeinsamen kodierenden Region innerhalb einer Reihe von Genen entsteht. Durch diesen posttranskriptionellen Prozess wird RNA, die von einem Gen erzeugt wird, auf verschiedene Weise gespleißt, so dass es letztendlich auf verschiedene Weise mit Exons verbunden werden kann. Genomic Imprinting bietet auch eine mögliche Lösung für sexuelle Konflikte im Intralocus. Beim genomischen Imprinting werden Gene durch Methylierung der DNA mit Informationen über ihre elterliche Herkunft markiert. Damit die genomische Prägung sexuelle Konflikte im Intralocus lösen kann, müssten Eltern ihre Gene in geschlechtsspezifischem Material einprägen. Zum Beispiel könnten Männer ihre Gene so prägen, dass sexuell antagonistische Allele, die Männern zugute kommen, nicht in Spermien exprimiert werden, die nur X-tragend sind. Die Lösung eines intralocus-sexuellen Konflikts ist jedoch nicht einfach zu lösen. Intralocus-sexuelle Konflikte werden durch die gemeinsamen Genotypen begrenzt, die zwischen den Merkmalen von Männern und Frauen bestehen. Infolgedessen führen diese gemeinsamen Genotypen oft zu gegensätzlichen Fitnessergebnissen für jedes Geschlecht

Verweise

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