Semelparität und Iteroparität - Semelparity and iteroparity

Semelparität und Iteroparität sind zwei gegensätzliche Fortpflanzungsstrategien, die lebenden Organismen zur Verfügung stehen. Eine Art wird als semelparisch angesehen, wenn sie vor dem Tod durch eine einzige Fortpflanzungsepisode gekennzeichnet ist, und als iteroparisch, wenn sie im Laufe ihres Lebens durch mehrere Fortpflanzungszyklen gekennzeichnet ist. Iteroparität kann weiter unterteilt werden in kontinuierliche Iteroparität (Primaten einschließlich Menschen und Schimpansen) und saisonale Iteroparität (Vögel, Hunde usw.). Einige Botaniker verwenden die parallelen Begriffe Monokarpie und Polykarpie . (Siehe auch Pliesialien .)

Bei wirklich semelparen Arten ist der Tod nach der Reproduktion Teil einer Gesamtstrategie, die beinhaltet, alle verfügbaren Ressourcen auf Kosten des zukünftigen Lebens zu maximieren, um die Reproduktion zu maximieren (siehe § Trade-offs ). In jeder sich wiederholenden Population wird es einige Individuen geben, die zwischen ihrer ersten und zweiten reproduktiven Episode sterben, aber wenn dies nicht Teil eines Syndroms des programmierten Todes nach der Reproduktion ist, würde dies nicht als Semelparität bezeichnet.

Diese Unterscheidung hängt auch mit dem Unterschied zwischen einjährigen und mehrjährigen Pflanzen zusammen. Eine einjährige Pflanze ist eine Pflanze, die ihren Lebenszyklus in einer einzigen Saison abschließt und normalerweise semelpar ist. Stauden leben mehr als eine Saison und sind normalerweise (aber nicht immer) iteroparisch.

Semelparität und Iteroparität sind streng genommen keine alternativen Strategien, sondern Extreme entlang eines Kontinuums möglicher Reproduktionsweisen. Viele Organismen, die als semelpar angesehen werden, können unter bestimmten Bedingungen ihre einzelne Fortpflanzung in zwei oder mehr Episoden aufteilen.

Überblick

Semiparität

Der pazifische Lachs ist ein Beispiel für einen semelparen Organismus

Das Wort Semelparität wurde vom Evolutionsbiologen Lamont Cole geprägt und kommt vom lateinischen semel „einmal, ein einziges Mal“ und pario „zeugen“. Dies unterscheidet sich von der Iteroparität darin, dass iteroparische Arten mehrere Reproduktionszyklen haben können und sich daher mehr als einmal in ihrem Leben paaren können. Die Semelparität wird auch als "Urknall"-Reproduktion bezeichnet, da das einzelne Fortpflanzungsereignis von semelparen Organismen normalerweise sowohl groß als auch tödlich ist. Ein klassisches Beispiel für einen semelparen Organismus ist der pazifische Lachs ( Oncorhynchus spp.), der viele Jahre im Ozean lebt, bevor er zum Süßwasserstrom seiner Geburt, Laichen und Sterben schwimmt. Andere semelparous Tiere umfassen viele Insekten, darunter einige Arten von Schmetterlingen, Zikaden und Eintagsfliegen , viele Spinnentiere und einige Weichtiere wie einige Arten von Tintenfischen und Tintenfischen .

Semelparität tritt auch bei Stint und Lodde auf , ist jedoch bei anderen Wirbeltieren als bei Knochenfischen sehr selten. Bei Amphibien ist es nur bei einigen Hyla- Fröschen einschließlich des Gladiatorenfrosches bekannt ; bei Reptilien nur wenige Echsen wie das Labord-Chamäleon des südwestlichen Madagaskars Sceloporus bicanthalis des Hochgebirges Mexikos; und einige Arten von Ichnotropis aus trockenen Savannengebieten Afrikas. Unter Säugetieren nur bei einigen Didelphiden- und Dasyuriden- Beuteltieren. Einjährige Pflanzen, einschließlich aller Getreidekulturen und der meisten einheimischen Gemüsesorten, sind semelpar. Zu den langlebigen Samenpflanzen gehören die Jahrhundertpflanze ( Agave ), Lobelia telekii und einige Bambusarten .

Diese Lebensweise steht im Einklang mit  r-selektierten  Strategien, da viele Nachkommen produziert werden und der Elterneinsatz gering ist, da ein oder beide Elternteile nach der Paarung sterben. Die gesamte Energie des Männchens wird in die Paarung umgeleitet und das Immunsystem wird unterdrückt. Hohe  Kortikosteroidspiegel  werden über lange Zeiträume aufrechterhalten. Dies löst ein Versagen des Immun- und Entzündungssystems sowie  Magen-Darm-Blutungen aus , die schließlich zum Tod führen.

Iteroparität

Ein iteroparer Organismus ist ein Organismus, der im Laufe seines Lebens viele Fortpflanzungsereignisse durchlaufen kann. Das Schwein ist ein Beispiel für einen sich wiederholenden Organismus

Der Begriff Iteroparität kommt aus dem Lateinischen itero , wiederholen und pario , zeugen. Ein Beispiel für einen sich wiederholenden Organismus ist ein Mensch – der Mensch ist biologisch in der Lage, im Laufe seines Lebens viele Male Nachkommen zu bekommen.

Iteropare Wirbeltiere umfassen alle Vögel, die meisten Reptilien, praktisch alle Säugetiere und die meisten Fische. Unter den Wirbellosen sind die meisten Weichtiere und viele Insekten (z. B. Mücken und Kakerlaken) iteroparisch. Die meisten mehrjährigen Pflanzen sind iteroparisch.

Modelle

Kompromisse

Es ist ein biologisches Gebot, dass ein Organismus während seines Lebens nur eine begrenzte Menge an Energie/Ressourcen zur Verfügung hat und diese immer auf verschiedene Funktionen wie das Sammeln von Nahrung und die Suche nach einem Partner aufteilen muss. Von Bedeutung ist hier der Kompromiss zwischen Fruchtbarkeit , Wachstum und Überlebensfähigkeit in seiner Lebensgeschichte- Strategie. Diese Kompromisse spielen bei der Entwicklung von Iteroparität und Semelparität eine Rolle. Es wurde wiederholt gezeigt, dass semelpare Arten in ihrer einzigen tödlichen Fortpflanzungsepisode mehr Nachkommen produzieren als eng verwandte iteropare Arten in irgendeiner von ihnen. Die Möglichkeit, sich mehr als einmal im Leben zu reproduzieren und möglicherweise mit größerer Sorgfalt für die Entwicklung der Nachkommen, kann diesen rein zahlenmäßigen Vorteil jedoch ausgleichen.

Modelle basierend auf nichtlinearen Kompromissen

Iteroparische Fortpflanzungsanstrengung

Eine Klasse von Modellen, die versucht, die unterschiedliche Entwicklung von Semelparität und Iteroparität zu erklären, untersucht die Form des Kompromisses zwischen produzierten und verlorenen Nachkommen. In wirtschaftlichen Bedingungen produzierte, Nachwuchs zu einer gleichwertigen Nutzen - Funktion, während Nachkommen verzichten auf eine vergleichbare Kostenfunktion. Die Reproduktionsanstrengung eines Organismus – der Energieanteil, den er in die Reproduktion aufwendet, im Gegensatz zu Wachstum oder Überleben – findet an dem Punkt statt, an dem der Abstand zwischen produzierten Nachkommen und verlorenen Nachkommen am größten ist. Die beigefügte Grafik zeigt die Nachkommen-produzierten und Nachkommen-Verlassen-Kurven für einen iteroparen Organismus:

Semelparöse Fortpflanzungsanstrengung

In der ersten Grafik nehmen die Grenzkosten der Nachkommenschaft ab (jeder zusätzliche Nachkommen ist weniger „teuer“ als der Durchschnitt aller vorherigen Nachkommen) und die Grenzkosten der Nachkommenschaft steigen. In dieser Situation wendet der Organismus nur einen Teil seiner Ressourcen für die Fortpflanzung auf und verwendet den Rest seiner Ressourcen für Wachstum und Überleben, damit er sich in Zukunft wieder reproduzieren kann. Es ist jedoch auch möglich (zweite Grafik), dass die Grenzkosten der Nachkommenschaft steigen und die Grenzkosten der Nachkommenschaft sinken. Wenn dies der Fall ist, ist es für den Organismus günstig, sich einmal zu vermehren. Der Organismus widmet all seine Ressourcen dieser einen Reproduktionsepisode und stirbt dann. Dieses mathematisch-grafische Modell hat nur begrenzte quantitative Unterstützung durch die Natur gefunden.

Wettabsicherungsmodelle

Ein zweiter Satz von Modellen untersucht die Möglichkeit, dass Iteroparität eine Absicherung gegen unvorhersehbare juvenile Überlebenschancen darstellt (es wird vermieden, alle Eier in einen Korb zu legen). Auch hier haben mathematische Modelle keine empirische Unterstützung durch reale Systeme gefunden. Tatsächlich leben viele semelpare Arten in Lebensräumen, die durch eine hohe (nicht geringe) Umweltunvorhersehbarkeit gekennzeichnet sind, wie Wüsten und frühe Sukzessionshabitate.

Coles Paradox und demografische Modelle

Die Modelle, die von lebenden Systemen am stärksten unterstützt werden, sind demografisch. In Lamont Coles klassischem Artikel von 1954 kam er zu dem Schluss, dass:

Für eine einjährige Art würde der absolute Zuwachs an intrinsischem Populationswachstum, der durch die Umstellung auf mehrjährige Fortpflanzungsgewohnheiten erreicht werden könnte, genau der Hinzufügung eines Individuums zur durchschnittlichen Wurfgröße entsprechen.

Stellen Sie sich zum Beispiel zwei Arten vor – eine sich wiederholende Art, die jährliche Würfe mit durchschnittlich drei Nachkommen hat, und eine semelpare Art, die einen Wurf von vier hat und dann stirbt. Diese beiden Arten haben die gleiche Populationswachstumsrate, was darauf hindeutet, dass selbst ein winziger Fruchtbarkeitsvorteil eines zusätzlichen Nachkommens die Entwicklung der Semelparität begünstigen würde. Dies ist als Coles Paradox bekannt.

In seiner Analyse ging Cole davon aus, dass es keine Sterblichkeit von Individuen der sich wiederholenden Arten gab, nicht einmal von Sämlingen. Zwanzig Jahre später zeigten Charnov und Schaffer, dass vernünftige Unterschiede in der Erwachsenen- und Jugendsterblichkeit zu viel vernünftigeren Kosten der Semelparität führen, was im Wesentlichen Coles Paradox löste. Ein noch allgemeineres demographisches Modell wurde von Young erstellt.

Diese demografischen Modelle waren erfolgreicher als die anderen Modelle, wenn sie mit realen Systemen getestet wurden. Es hat sich gezeigt, dass semelpare Arten eine höhere zu erwartende Erwachsenensterblichkeit aufweisen, was es wirtschaftlicher macht, alle reproduktiven Anstrengungen in die erste (und damit letzte) Fortpflanzungsepisode zu stecken.

Semiparität

Semelparität bei Säugetieren

Antechinus agilis

In Dasyuridae

Kleine Dasyuridae
Phascogale calura

Semelpare Arten von Dasyuridae sind typischerweise klein und fleischfressend, mit Ausnahme des nördlichen Quolls ( Dasyurus hallucatus ), der groß ist. Zu den Arten mit dieser Fortpflanzungsstrategie gehören Mitglieder der Gattung  Antechinus ,  Phascogale tapoatafa  und  Phascogale culura . Die Männchen aller drei Gruppen weisen ähnliche Merkmale auf, die sie als semelparisch einstufen. Erstens verschwinden alle Männchen jeder Art unmittelbar nach der Paarungszeit. Auch Männchen, die gefangen und von anderen isoliert werden, leben 2 bis 3 Jahre. Wenn diese gefangenen Männchen sich paaren dürfen, sterben sie sofort nach der Paarungszeit, wie die in freier Wildbahn. Auch ihr Verhalten ändert sich vor und nach der Paarungszeit drastisch. Vor der Paarung sind Männchen extrem aggressiv und kämpfen mit anderen Männchen, wenn sie nahe beieinander stehen. Männchen, die gefangen werden, bevor sie sich paaren dürfen, bleiben während der Wintermonate aggressiv. Nach der Paarungszeit werden die Männchen, wenn sie sich paaren dürfen, extrem lethargisch und erlangen ihre Aggressivität nie wieder, selbst wenn sie die nächste Paarungszeit überleben. Andere Veränderungen, die nach der Paarung auftreten, sind Fellabbau und Hodendegeneration. Während der Adoleszenz ist das männliche Fell dick und wird nach der Paarung stumpf und dünn, nimmt jedoch seinen ursprünglichen Zustand wieder an, wenn es dem Individuum gelingt, die Paarungszeit zu überstehen. Das Fell am Hodensack fällt komplett ab und wächst nicht nach, auch wenn das Männchen noch Monate nach der ersten Paarungszeit überlebt. Wenn das Beuteltier altert, wachsen seine Hoden, bis sie zu Beginn der Paarungszeit eine Spitzengröße und ein Höchstgewicht erreichen. Nach den einzelnen Paaren nehmen Gewicht und Größe der Hoden und des Hodensacks ab. Sie bleiben klein und produzieren  später im Leben keine  Spermatozoen , wenn sie in einem Labor gehalten werden. Die Woolley-Studie von 1966 über  Antechinus spp.  bemerkte, dass Männchen nur im Labor nach der Paarung gehalten werden konnten und keine senilen Männchen in freier Wildbahn gefunden wurden, was darauf hindeutet, dass alle Männchen kurz nach der Paarung sterben.

Kortikosteroidkonzentration und erhöhte männliche Mortalität
Antechinus stuartii

Studien zu  Antechinus stuartii  zeigen, dass die männliche Sterblichkeit stark mit Stress und andrenokortikaler  Aktivität korreliert  . Die Studie maß die  Kortikosteroidkonzentration  bei Männern in freier Wildbahn, bei Männern, denen Cortisol injiziert wurde, bei Männern, denen Kochsalzlösung injiziert wurde, und bei Frauen in freier Wildbahn. Während sowohl Männchen als auch Weibchen in freier Wildbahn hohe Konzentrationen von Kortikosteroiden aufweisen, ist dies nur für Männchen tödlich, da Weibchen eine höhere maximale Kortikosteroidbindungskapazität (MCBC) mit hoher Affinität aufweisen. So  steigt das freie Kortikosteroid im  Plasma  von männlichen  A. stuartii stark an, während es bei weiblichen Tieren konstant bleibt. Hohe Konzentrationen an freiem Kortikosteroid, resultierend aus der Paarung bei wilden Männchen und injiziertem Cortisol bei Labormännchen, führten zu  Magengeschwüren ,  Magen-Darm-Blutungen und  Leberabszessen , die alle die Sterblichkeit erhöhten. Diese Nebenwirkungen wurden bei den Männern, denen Kochsalzlösung injiziert wurde, nicht gefunden, was die Hypothese stärkt, dass hohe freie Kortikosteroide zu einer höheren Sterblichkeit bei männlichen  Dasyuriden führen . Eine ähnliche Studie zu  Phascogale calura  zeigte, dass  bei P. calura ähnliche  Veränderungen des  endokrinen Systems auftreten  wie bei  A. stuartii . Dies unterstützt die stressinduzierte Sterblichkeit als Merkmal einer kleinen  Dasyurid-  Semelparität.

Große Dasyuridae
Dasyurus hallucatus

Dasyurus hallucatus , der nördliche Quoll, ist ein großer Dasyurid und weist nach der Paarungszeit eine erhöhte männliche Sterblichkeit auf. Im Gegensatz zu kleineren Dasyuriden ist das männliche Absterben bei D. hallucatus nicht auf Veränderungen des endokrinen Systems zurückzuführen und es gab kein spermatogenes Versagen nach dem Ende der Paarungszeit. Wenn männliche D. hallucatus ihre erste Paarungszeit überlebt, können sie möglicherweise eine zweite Paarungszeit beginnen. Während die Individuen in einer Studie aus dem Jahr 2001 hauptsächlich an Fahrzeugen oder Raubtieren starben, fanden die Forscher Hinweise auf einen physiologischen Abbau bei Männern, ähnlich dem physiologischen Abbau bei kleinen Dasyuriden. Dazu gehören Fellverlust, Parasitenbefall und Gewichtsverlust. Während der Paarungszeit wurden die Männchen zunehmend  anämisch , aber die Anämie war nicht auf  Geschwüre  oder Magen-Darm-Blutungen zurückzuführen. Das Fehlen erhöhter Cortisolspiegel während der Paarungszeiten bei D. hallucatus bedeutet, dass es derzeit keine universelle Erklärung für den Mechanismus der erhöhten männlichen Sterblichkeit bei Dasyuridae gibt. Als Erklärung wurde auchpostreproduktive Seneszenz vorgeschlagen.

In Opossums

Graue schlanke Maus Opossum ( Marmosops incanus )
Marmosops incanus

Das graue schlanke Mausopossum zeigt sowohl bei Männchen als auch bei Weibchen eine semelpare Fortpflanzungsstrategie. Die Männchen verschwinden nach der Fortpflanzungszeit (Februar–Mai) aus ihrem Endemiegebiet . Monate später (Juni–August) gefundene Männchen haben ein geringeres Körpergewicht und die Backenzähne sind weniger abgenutzt, was darauf hindeutet, dass diese Männchen einer anderen Generation angehören. Es gibt einen Rückgang der weiblichen Bevölkerung, aber in den Monaten Juli und August gibt es Hinweise auf eine Kluft zwischen den Generationen wie die männliche Kluft. Bei Weibchen, die nach August gefunden wurden, ist auch ein geringeres Körpergewicht und eine geringere Abnutzung der Molaren zu beobachten. Dies wird weiter durch den Beweis gestützt, dass Weibchen, die sich fortpflanzen, im folgenden Jahr nicht beobachtet werden. Diese Art wurde mit einer verwandten Art, Marmosa robinsoni , verglichen , um zu beantworten, was passieren würde, wenn ein Weibchen, das sich reproduziert hat, bis zur nächsten Paarungszeit überleben würde. M. robinsoni hat einen Monoöstrus- Reproduktionszyklus, wie M. incanus , und Weibchen sind nach 17 Monaten nicht mehr fruchtbar, so dass es unwahrscheinlich ist, dass Weibchen, die den Abfall in weiblichen Populationen überdauern, sich ein zweites Mal reproduzieren können.

Gracilinanus microtarsus
Andere Maus-Opossums

Gracilinanus microtarsus , oder das brasilianische gracile Opossum, gilt als teilweise semelpar, da die männliche Sterblichkeit nach der Paarungszeit deutlich ansteigt, aber einige Männchen überleben, um sich im nächsten Fortpflanzungszyklus erneut zu paaren. Die Männchen zeigen auch einen ähnlichen physiologischen Abbau, der bei  Antechinus und anderen semelparen Beuteltieren gezeigt wird,  wieFellverlust und Zunahme der Infektion durch Parasiten.

Semelparität bei Fischen

Pazifischer Lachs

Stark erhöhte Cortisolspiegel vermitteln den Tod von semelparen Oncorhynchus- Pazifischen Lachsen nach dem Laichen, indem sie Gewebedegeneration verursachen, das Immunsystem unterdrücken und verschiedene homöostatische Mechanismen beeinträchtigen. Nach einer so langen Schwimmstrecke verbrauchen Lachse ihre ganze Energie für die Fortpflanzung. Einer der Schlüsselfaktoren für das schnelle Altern von Lachsen ist, dass diese Fische während der Fortpflanzung nicht fressen, so dass das Körpergewicht extrem reduziert wird. Zusätzlich zum physiologischen Abbau werden Pazifiklachs mit fortschreitender Paarung lethargischer, was einige Individuen anfälliger für Raubtiere macht, da sie weniger Energie haben, um Raubtieren auszuweichen. Dies erhöht auch die Sterblichkeitsrate von Erwachsenen nach der Paarung.

Semelparität bei Insekten

Zigeunermotte

Traditionell wurde die Semelparität in der Regel innerhalb eines Zeitraums von einem Jahr definiert. Kritiker dieses Kriteriums weisen darauf hin, dass diese Skala für die Diskussion von Mustern der Insektenvermehrung unangemessen ist, da viele Insekten innerhalb eines Jahres mehr als einmal brüten, aber Generationszeiten von weniger als einem Jahr. Nach der traditionellen Definition werden Insekten als Folge der Zeitskala und nicht der Verteilung der Reproduktionsanstrengung über ihre erwachsene Lebensspanne als semelpar angesehen. Um diese Inkonsistenz aufzulösen, haben Fritz et. al definieren semelpare Insekten als "Insekten, die im Laufe ihres Lebens ein einziges Gelege Eier legen und an einem Ort ablegen, sind eindeutig semelpare oder Urknall-Reproduktionstiere. Ihre gesamte Fortpflanzungsarbeit wird auf einmal durchgeführt und sie sterben kurz nach der Eiablage ". Semelpare Insekten werden in Lepidoptera , Ephemeroptera , Dermaptera , Plecoptera , Strepsiptera , Trichoptera und Homoptera gefunden .

Beispiele in Lepidoptera

Weibchen bestimmter Familien von Lepidoptera, wie die Zigeunermotte von Psychidae , haben eine eingeschränkte Mobilität oder eine Apterus, so dass die Ausbreitung der Insekten im Larvenstadium erfolgt, im Gegensatz zum Erwachsenenstadium. Bei iteroparen Insekten erfolgt die Hauptverbreitung im adulten Stadium. Alle semelparen Schmetterlinge haben ähnliche Eigenschaften: Larven ernähren sich aufgrund des Ernährungszustands ihrer Wirtspflanzen nur in begrenzten Zeiträumen des Jahres (daher sind sie univoltin ), das anfängliche Nahrungsangebot ist vorhersehbar reichlich und die Larvenwirtspflanzen sind reichlich vorhanden und benachbart . Der Tod tritt am häufigsten durch Verhungern ein. Im Fall der Zigeunermotte besitzen Erwachsene kein aktives Verdauungssystem und können sich nicht ernähren, aber Feuchtigkeit trinken. Die Paarung erfolgt ziemlich schnell, nachdem Erwachsene ihre Puppenform verlassen haben , und ohne eine Möglichkeit, Nahrung zu verdauen, sterben die erwachsenen Motten nach etwa einer Woche.

Evolutionäre Vorteile gegenüber der Semelparität

Aktuelle evolutionäre Vorteilshypothese

Antechinus agilis zeigt Nachwuchs im Beutel

Die Evolution der Semelparität bei beiden Geschlechtern hat bei Pflanzen, Wirbellosen und Fischen viele Male stattgefunden. Es ist bei Säugetieren selten, da Säugetiere aufgrund der internen Befruchtung  und der Inkubation der Nachkommen und der Säuglingspflege nach der Geburt eine obligatorische mütterliche Fürsorge haben  , was eine hohe mütterliche Überlebensrate nach der Befruchtung und der Entwöhnung der Nachkommen erfordert  . Außerdem haben weibliche Säugetiere im Vergleich zu Wirbellosen oder Fischen relativ niedrige Fortpflanzungsraten, da sie viel Energie in die mütterliche Betreuung investieren. Allerdings ist die männliche Reproduktionsrate bei Säugetieren viel weniger eingeschränkt, da nur Weibchen Junge gebären. Ein Männchen, das nach einer Paarungszeit stirbt, kann noch viele Nachkommen zeugen, wenn es seine ganze Energie in die Paarung mit vielen Weibchen investiert.

Evolution bei Säugetieren

Wissenschaftler haben die Hypothese aufgestellt, dass die natürliche Selektion aufgrund bestimmter ökologischer Einschränkungen die Entwicklung der Semelparität in Dasyuridae und Didelphidae ermöglicht hat. Weibliche Säugetiere, die Vorfahren dieser Gruppen sind, haben möglicherweise ihre Paarungszeit verkürzt, um mit dem höchsten Beutereichtum zusammenzufallen. Da dieses Fenster so klein ist, zeigen die Weibchen dieser Arten ein Fortpflanzungsmuster, bei dem die  Brunst  aller Weibchen gleichzeitig auftritt. Die Selektion würde dann aggressive Männchen begünstigen, da die Konkurrenz zwischen den Männchen um den Zugang zu den Weibchen verstärkt wird. Da die Paarungszeit so kurz ist, ist es für Männchen vorteilhafter, all ihre Energie für die Paarung aufzuwenden, umso mehr, wenn es unwahrscheinlich ist, dass sie die nächste Paarungszeit überleben.

Evolution bei Fischen

Toter Lachs nach dem Laichen

Die Fortpflanzung ist für anadrome Salmoniden kostspielig, da ihre Lebensgeschichte den Übergang von Salz- zu Süßwasserströmen und lange Wanderungen erfordert, was physiologisch anstrengend sein kann. Der Übergang von kaltem Ozeanwasser zu warmem Süßwasser und steile Höhenunterschiede in Flüssen im Nordpazifik könnten die Entwicklung der Semelparität erklären, da es extrem schwierig wäre, in den Ozean zurückzukehren. Ein bemerkenswerter Unterschied zwischen semelparen Fischen und iteroparischen Salmoniden besteht darin, dass die Eigröße zwischen den beiden Arten von Fortpflanzungsstrategien variiert. Studien zeigen, dass die Eigröße auch von der Migration und der Körpergröße beeinflusst wird. Die Eierzahl zeigt jedoch bei Weibchen gleicher Körpergröße nur geringe Unterschiede zwischen semelparen und iteroparischen Populationen oder zwischen residenten und anadromen Populationen. Die aktuelle Hypothese dahinter ist, dass iteropare Arten ihre Eier verkleinern, um die Überlebenschancen der Mutter zu verbessern, da sie weniger Energie in die Gametenbildung investiert. Semelpare Arten erwarten nicht, dass sie über eine Paarungszeit hinaus leben, daher investieren die Weibchen viel mehr Energie in die Gametenbildung, was zu großen Eiern führt. Anadrome Salmoniden können auch eine Semelparität entwickelt haben, um die Nährstoffdichte der Laichgründe zu erhöhen . Die produktivsten Laichgründe des pazifischen Lachses enthalten die meisten Kadaver laicher Erwachsener. Die Leichen des erwachsenen Lachses zersetzen sich und liefern Stickstoff und Phosphor für das Wachstum der Algen im nährstoffarmen Wasser. Zooplankton ernährt sich dann von den Algen und frisch geschlüpfte Lachse ernähren sich von Zooplankton.

Evolution bei Insekten

Ohrwurm bewacht Eier

Ein interessantes Merkmal hat sich bei semelparen Insekten entwickelt, insbesondere bei solchen, die sich aus parasitären Vorfahren entwickelt haben, wie bei allen subsozialen und eusozialen spitzen Hymenopteren . Dies liegt daran, dass Larven morphologisch auf die Entwicklung im Inneren eines Wirts spezialisiert sind und daher außerhalb dieser Umgebung völlig hilflos sind. Weibchen müssten viel Energie investieren, um ihre Eier und geschlüpften Nachkommen zu schützen. Sie tun dies durch Verhaltensweisen wie das Bewachen von Eiern. Mütter, die beispielsweise ihren Nachwuchs aktiv verteidigen, riskieren dadurch Verletzungen oder den Tod. Dies ist bei einer sich wiederholenden Art nicht vorteilhaft, da das Weibchen Gefahr läuft, zu sterben und nicht sein volles Fortpflanzungspotential zu erreichen, da es sich nicht in allen Fortpflanzungsperioden seines Lebens fortpflanzen kann. Da semelgebärende Insekten nur für einen Fortpflanzungszyklus leben, können sie es sich leisten, Energie für die mütterliche Pflege aufzuwenden, da diese Nachkommen ihre einzigen Nachkommen sind. Ein sich wiederholendes Insekt muss keine Energie für die Eier einer Paarungsperiode aufwenden, da es wahrscheinlich ist, dass es sich erneut paart. Es gibt laufende Forschungen zur Mütterversorgung bei semelparen Insekten aus Abstammungslinien, die nicht von Parasiten abstammen, um diese Beziehung zwischen Semelparität und mütterlicher Versorgung besser zu verstehen.

Siehe auch

  • Einjährige Pflanze  – Pflanze, die ihren Lebenszyklus innerhalb einer Vegetationsperiode abschließt und dann abstirbt
  • Verhaltensökologie  – Untersuchung der evolutionären Grundlagen des Tierverhaltens aufgrund ökologischer Belastungen
  • Ökologie  – Wissenschaftliche Untersuchung der Beziehungen zwischen lebenden Organismen und ihrer Umwelt
  • Theorie der Lebensgeschichte  – Analytischer Rahmen zur Untersuchung von Strategien der Lebensgeschichte, die von Organismen verwendet werden
  • Mehrjährige Pflanze  – Pflanze, die länger als zwei Jahre lebt
  • r/K Selektionstheorie  – Ökologische Theorie zur Selektion lebensgeschichtlicher Merkmale

Verweise

Weiterlesen