ITEM METADATA RECORD
Title: Sexual selection and reproductive conflicts in ants (Hymenoptera, Formicidae)
Other Titles: Sexuele selectie en reproductieve conflicten bij mieren (Hymenoptera, Formicidae).
Authors: Allard, Diane
Issue Date: 11-Dec-2006
Abstract: Bij organismen die zich sexueel voortplanten worden gameten uitgewisseld tijdens de paring, hetgeen een zekere mate van samenwerking tussen mann etje en wijfje vereist. Toch zijn de interesses van mannetjes en w ijfjes vaak verschillend en tegenstrijdig. Bij mieren zorgt de social leefwijze en daaraan gerelateerde kenmerken v oor meer uitgesproken conflicten en unieke adaptaties. Dit werk heeft als doel de strategieën te onderzoeken die mannetjes- en wijfjes-mieren aanwenden om hun interesses te verdedigen in deze conflic t-situaties. Met behulp van een combinatie van morfologische techn ieken en gedrags-experimenten trachten we gegevens te verzamelen over de productie van sperma, het lokken van een partner, copulatie, vorm en fu nctie van de genitalia en sperma-transfer in enkele modelsoorten met ver schillende sociale en reproductieve organisatie. In Hoofdstuk 1 voeren wij een gedetailleerde histologische studie uit va n de degeneratie van de testes bij mannetjes van Gnamptogenys bicolor . Volgens Bourke en Franks (1995) is dit degeneratie-fenomeen b ij mannelijke mieren het gevolg van een gebrek aan paringskansen en de d aaramee geassocieerde competitie voor wijfjes. Een dergelijke stud ie ontbrak tot nog toe in de literatuur. Het lijkt ons uiterst rel evant om de onmiddelijke oorzaken van deze degeneratie te onderzoeken, o m later de oorsprong en de evolutie van dit uniek kenmerk te kunnen ophe lderen. Bij het uitkomen is spermatogenese nog niet afgelopen in h et apicaal deel van de testes, terwijl de basaal gelegen spermatocysten reeds volledig gevuld zijn met rijpe spermatozoa. Tijdens de tweed e week na het uitkomen verschijnen de eerste tekenen van degeneratie: kl eine vacuoles worden zichtbaar tussen de rijpe spermatozoa. Kort d aarop begint het sperma naar de vasa deferentia te migreren. Naarm ate de inhoud van de spermatocysten in de vasa deferentia terechtkomt, k rimpen de testes en wordt het netwerk van de omringende bindweefselsched e losser. De afbraak van weefsel resulteert in talrijke donkere va cuoles en granulaire, meerlagige korrels. In Hoofdstuk 2 onderzoeken we de capaciteit van mannetjes van Gnampto genys striatula om meermaals te paren. Meervoudige paring door mannetjes is zeldzaam omdat paringskansen meestal zeer gering zijn. Nochtans komt het voor bij enkele soorten waar de paring in het nest p laatsvindt. Paring in het nest biedt aan mannetjes een veilige omg eving (geen predatoren) en de aanwezigheid van meerdere wijfjes. D oor paringsexperimenten en dissecties tonen we aan dat mannetjes van G. striatula ook verschillende wijfjes (max. 4) kunnen insemineren.&n bsp; In Hoofdstuk 3 gebruiken wij longitudinale weefselsnedes door parende ko ppeltjes van de faraomier Monomorium pharaonis om de transfe r van sperma te bestuderen. Sperma wordt overgedragen in een sperm atofoor, gelijkend op die van de Japanse Diacamma sp. en van Ca rebara vidua. Op de externe genitalia van de mannetjes merken w ij rijen scherpe tandjes op die tijdens de paring contact maken met een dikke cuticulaire bedekking van de vrouwelijke genitale tractus (de burs a copulatrix). Deze tandjes hebben waarschijnlijk als functie een goede vasthechting van de partners te verzekeren om spermatransfer mogel ijk te maken. De cuticulaire verdikking bij de wijfjes beschermt h et wijfje blijkbaar tegen de scherpe mannelijke genitaliën. Na een eerste paring merken wij op dat er zich nog steeds grote hoeveelheden s perma in de mannelijke genitale tractus bevinden, wat erop wijst dat man netjes van deze soort ook meermaals kunnen paren. Een bijkomend ex periment, waar individuele mannetjes bij meerdere ongepaarde wijfjes wor den geplaatst, bevestigt dit laatste. In Hoofdstuk 4 passen we dezelfde histologische methoden toe om sperma-t ransfer te bestuderen bij Diacamma sp. uit Japan. Mannetjes van deze soort blijven urenlang aan het wijfje vastgehecht dankzij hun g enitalia, ook nadat zij zijn gedood en onthoofd door het wijfje en haar nestgenoten. Onze weefselsneden tonen dat het mannetje zich met zi jn tangvormige volsellae vasthecht aan de laatste sterniet van het wijfj e. Bovendien plaatst hij zijn scherpe penis-valven in de bursa cop ulatrix van het wijfje. Tenslotte wordt de penis zelf opgeblazen i n de genitale tractus van het wijfje, hetgeen de verbinding tussen de pa rtners verstevigt. Het sperma wordt in een spermatofoor overgedrag en. In Hoofdstuk 5 tonen wij, met weefselsneden door parende koppels van Diacamma pallidum, aan dat de transfer van de spermatofoor slechts en kele minuten in beslag neemt, hoewel mannetje en wijfje nog meerdere ure n aan elkaar zullen vastgehecht blijven. Naast de twee traditionel e hypotheses van ‘mate guarding’ en ‘mate manipulation’ die meesta l als verklaring dienen voor verlengde paringen, stellen wij een derde h ypothese voor i.v.m. de tussenkomst van andere werksters tijdens de pari ng. In Hoofdstukken 6 en 7 tenslotte onderzoeken we het intra-sexueel confli ct over paring tussen werksters van de koninginloze Diacamma sp. u it Japan. Bij koninginloze mieren worden de reproductieve taken ui tgevoerd door gamergaten, dit zijn gepaarde ei-leggende werksters. Daar elke werkster een potentiële gamergaat is, verwachten we uitgespro ken conflicten tussen werksters binnen een kolonie over de verdeling van de taken. In het genus Diacamma worden jonge werksters verh inderd te paren door de gamergaat, die op aggressieve wijze twee kleine aanhangsels van de thorax (gemmae) afbijt (= mutilatie). In Hoofds tuk 6 tonen weefselsnedes door het abdomen van gemutileerde en ongemutil eerde werksters dat mutilatie de ontwikkeling van de bursa copulatrix en de spermatheca hindert. De bursa copulatrix, die in ongemutileerd e individuen de koppeling met de mannelijke genitaliën mogelijk maakt, d egenereert op onomkeerbare wijze bij gemutileerde individuen. Expe rimentele mutilaties tonen aan dat andere factoren naast het verwijderen van de gemmae een rol spelen in deze degeneratie. De wand van de spermatheca en de geassocieerde klier van ongemutileerde individuen zijn dikker dan die van gemutileerde individuen, wat erop wijst dat de sperm atheca in gemutileerde individuen minder actief is. Gemutileerde w erksters zijn dus niet in staat te paren en zijn minder competent voor h et opslaan en langdurig bewaren van sperma. In Hoofdstuk 7 vergeli jken we de activiteit van de metatibiaalklier (bron van lokferomonen), ‘ sexual calling’-gedrag, en de aantrekkingskracht en bereidheid tot paren ten opzichte van mannetjes tussen gemutileerde en ongemutileerde indivi duen. Mutilatie blijkt geen effect te hebben op de metatibiaalklie r noch op het gedrag van de werksters, maar het verlaagt wel zeer sterk de aantrekkingskracht ten opzichte van mannetjes. Wij stellen een nieuwe hypothese voor in verband met de aantrekking van mannetjes in Diacamma.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Ecology, Evolution and Biodiversity Conservation Section

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.