Käfer Sperma verbündet sich zum weiblichen Körper zu navigieren

Das Sperma des männlichen Diving Beetle ist ernst seltsam: statt Schwimmen im weiblichen Genitaltrakt auf eigene, individuelle Spermien oft zusammenkleben paarweise, in Gruppen und auch in langen Ketten von Hunderten oder Tausenden.

Jetzt, eine neue Studie findet, dass dieses seltsame Sperma Verhalten durch die Entwicklung der weiblichen Schwimmkäfer angetrieben wird. Wenn weibliche reproduktive Flächen in immer mehr verschlungene Pfade, die Forschung findet entwickeln, haben die männliche Spermien ständig weiterentwickelt, um aufzuholen.

"Betrachtet man die komplexe Morphologie der reproduktive Flächen, man nicht umhin denken, dass Spermien Schweizer Taschenmesser braucht und Kompasse, um es dort zu machen," sagte der Studie Forscher Scott Pitnick, Biologe an der Syracuse University in New York, in einer Erklärung. "Die Weibchen machen es wirklich kompliziert."

Seltsame sex

Schwimmkäfer sind winzig, aber tödliche Raubtiere, zumindest bist du eine Kaulquappe oder Baby Fisch. Mehr als 4.000 Arten leben im Süßwasser Spots auf der ganzen Welt. Sogar in der Wüste von Arizona, wo studieren Forscher Dawn Higginson als Postdoc an der University of Arizona Center for Insect Science arbeitet, die Käfer in Vieh Wassertanks gedeihen. [10 Geheimwaffen des Bugs]

Wie viele Insekten weibliche Schwimmkäfer haben komplexe reproduktive Flächen und sie Sperma aus einem oder mehreren Männchen, Monate oder sogar Jahre später self-fertilize ansammeln können. Higginson und ihre Kollegen wussten, dass Schwimmkäfer komplexe reproduktive Flächen. Sie wussten auch aus früheren Untersuchungen, dass Tauchen Käfer Samenzellen in die weiblichen Fortpflanzungsorgane Paaren konnte selbst zusammenkleben. Aber die Spermien Speicherung Sacs weibliche Käfer untersuchen, Higginson wandte sich etwas noch seltsamer: ganze Massen von Samenzellen verklumpten zusammen in einem einzigen konjugiert.

"Ich konnte die Schwänzen schlagen und bewegen die ganze Konjugat herum sehen", sagte Higginson in einer Erklärung. "Was die Spermien angeht, ist das deutlich anders als alles, was wir je gesehen haben."

Bei einigen Arten gestapelt Sperma ihre Köpfe in kleinen Taschen hinter die Köpfe der anderen Spermien viel wie Sie Trinkgläser in einen Küchenschrank stapeln können. Die daraus resultierende Sperma-Züge können Hunderte oder Tausende von Spermien, die lange Strecken.

Schritt zu halten

Um herauszufinden, was dieser seltsame zellulären Verhalten antreibt, untersucht Higginson und ihre Kollegen die weiblichen und männlichen reproduktiven Landstriche 42 Arten von Diving Beetle. Sie betrachteten Faktoren einschließlich Sperma Länge, Länge der Spermien-Kopf, Länge Sperma Schwänze, siamesische Spermienzahl und Form der Spermien Köpfe. Bei Frauen untersuchten sie die Länge der reproduktiven Gallenwege sowie die Größe der Spermien-Lagerflächen. Sie verwendet dann statistische Methoden, um Beziehungen zwischen männlichen und weiblichen Fortpflanzungsorgane herauskitzeln.

Die Ergebnisse zeigten, dass Vorfahren Diving Beetle Weibchen einfachere reproduktive Flächen hatte. Aber aus unbekannten Gründen, den weiblichen Tracts entwickelt, um immer komplexer werden. Sperma, wiederum hatte zu ändern, um in diesem neuen Umfeld gedeihen.

"Wir können rekonstruieren, was die Vorfahren dieser Schwimmkäfer aussah,", sagte Higginson. "Wir finden, dass sie Sperma konjugiert hatte und eher kompakt weibliche reproduktive Flächen." Die weiblichen Morphologie evolutionäre Veränderung erfährt und dann Sperma entschädigt dafür."

Es könnte sein, dass sich die Weibchen in einem Versuch, nur die besten Samenzellen zu fangen. Wenn das der Fall wäre, der Zyklus würde funktionieren ein bisschen wie die Evolution der Pfauenschwanz: Weibchen bevorzugen eine bestimmte Eigenschaft und weiterentwickelt, um bevorzugt mit Männern zu reproduzieren, die dieses Merkmal (z. B. eine auffällige Heck oder wilde Sperma). Männer mit diesem Merkmal weitergeben mehr von ihren Genen, so dass die Zug durch die Generationen verstärkt wird.

"Aus dieser Studie, die die Männchen aufholen können wir nicht sagen, aber es schlägt, es könnte ein Wettrüsten", sagte Higginson.

Die weibliche Entwicklung auch das Ergebnis von etwas ohne Bezug zu den Männern sein könnte, sagte Higginson. Vielleicht sind diese komplexe reproduktive Systeme beispielsweise besser für den Umgang mit befruchteten Eiern.

"Der Punkt ist, dass die Weibchen die sexuellen Evolution treiben", sagte Higginson. "Die Samenzellen müssen einfach zu halten."

Sie können folgen LiveScience Senior-Texterin Stephanie Pappas auf Twitter @sipappas. Folgen Sie LiveScience für die neuesten Wissenschaftsnachrichten und Entdeckungen auf Twitter @livescience und auf Facebook .