Các tương tác tình dục và nhận diện đồng ổ ở các quần thể ong giấy Polistes dominulus xâm lấn

A. E. Liebert1, N. Wilson-Rich2, C. E. Johnson2, P. T. Starks2
1Department of Biology, Framingham State College, Framingham, USA
2Department of Biology, Dana Laboratories, Tufts University, Medford, USA

Tóm tắt

Nhiều loài côn trùng xã hội có hệ thống giao phối hoặc khả năng nhận diện giúp giảm thiểu khả năng giao phối cận huyết. Trong các hệ thống haplodiploid, việc giao phối cận huyết đặc biệt tốn kém do việc sản xuất con cái vô sinh như con đực lưỡng bội. Những con đực lưỡng bội (và con cái ba bộ nhiễm sắc thể của chúng) đã được xác định trong các quần thể xâm lấn của ong giấy Polistes dominulus, nhưng cho đến nay vẫn chưa được báo cáo trong các quần thể bản địa của nó. Do mức độ đa dạng di truyền trong các quần thể xâm lấn, có khả năng là việc sản xuất những ‘cá thể bất thường’ này không chỉ là kết quả của một hiện tượng nghẹt gen, mà có thể là do lỗi trong nhận diện đồng ổ. Tại đây, chúng tôi đã điều tra các tương tác tình dục và nhận diện đồng ổ ở con đực và con cái P. dominulus. Chúng tôi đã quan sát chín loại hành vi tương tác (55 giờ quan sát hành vi với 1.514 tương tác) từ các bộ ba ong giấy gồm một gyne (con cái) và hai con đực - một con đực đồng ổ và một con đực không đồng ổ. Tần suất hành vi hung hăng do con đực hoặc con cái khởi xướng không khác biệt giữa các con đực đồng ổ và không đồng ổ. Các con đực không đồng ổ có nhiều khả năng sẽ cố gắng giao phối với gyne, nhưng sự giao phối thành công rất hiếm và chỉ xảy ra giữa các con đực không đồng ổ và đồng ổ. Chúng tôi bàn luận về những kết quả này trong bối cảnh sinh học xâm lấn.

Từ khóa

#Polistes dominulus #giao phối #nhận diện đồng ổ #côn trùng xã hội #sinh học xâm lấn

Tài liệu tham khảo

Beani L. 1996. Lek-like courtship in paper-wasps: ‘a prolonged, delicate, and troublesome affair’. In: Natural History and Evolution of Paper-Wasps (Turillazzi S. and West-Eberhard M.J., Eds), Oxford University Press, pp 113–125

Beani L. and Turillazzi S. 1988. Alternative mating tactics in males of Polistes dominulus (Hymenoptera: Vespidae). Behav. Ecol. Sociobiol. 22: 257–264

Cotoneschi C., Scognamiglio F., Scala C., Cervo R., Strassmann J.E. and Turillazzi S. 2007. Larval sex identification in the paper wasp Polistes dominulus (Vespidae, Hymenoptera). Insect. Soc. 54: 132–135

Crozier R.H. 1971. Heterozygosity and sex determination in haplo-diploidy. Am. Nat. 105: 399–412

Ehler L.E. 1998. Invasion biology and biological control. Biol. Control. 13: 127–133

Eickwort G.C. 1978. Polistes dominulus discovered near Boston. Polistine Information Bulletin Newsletter

Fonseca D.M., LaPointe D.A. and Fleischer R.C. 2000. Bottlenecks and multiple introductions: population genetics of the vector of avian malaria in Hawaii. Mol. Ecol. 9: 1803–1814

Gamboa G.J. 2004. Kin recognition in eusocial wasps. Ann. Zool. Fenn. 41: 789–808

Hathaway M.A. 1981. Polistes gallicus in Massachusetts (Hymenoptera: Vespidae). Psyche 88: 169–173

Johnson R.N. and Starks P.T. 2004. A surprising level of genetic diversity in an invasive wasp: Polistes dominulus in the northeastern United States. Ann. Entomol. Soc. Am. 97: 732–737

Larch C.M. and Gamboa G.J. 1981. Investigation of mating preference for nestmates in the paper wasp Polistes fuscatus (Hymenoptera: Vespidae). J. Kans. Entomol. Soc. 54: 811–814

Lee C.E. 2002. Evolutionary genetics of invasive species. Trends Ecol. Evol. 17: 386–391

Liebert A.E. and Starks P.T. 2004. The action component of recognition systems: A focus on the response. Ann. Zool. Fenn. 41: 747–764

Liebert A.E., Johnson R.N., Switz G.T. and Starks P.T. 2004. Triploid females and diploid males: Underreported phenomena in Polistes wasps? Insect. Soc. 51: 205–211

Liebert A.E., Sumana A. and Starks P.T. 2005. Diploid males and triploid offspring in the paper wasp Polistes dominulus. Biol. Lett. 1: 200–203

Liebert A.E., Gamboa G.J., Stamp N.E., Curtis T.R., Monnet K.M., Turillazzi S. and Starks P.T. 2006. Genetics, behavior and ecology of a paper wasp invasion: Polistes dominulus in North America. Ann. Zool. Fenn. 43: 595–624

Liebert A.E., Hui J., Nonacs P., Starks P.T. 2008. Extreme polygyny: Multi-season “hypergynous” nesting in the introduced paper wasp Polistes dominulus. J. Insect Behav. 21: 72–81

Lockwood J., Hoopes M. and Marchetti M. 2007. Invasion Ecology. Wiley-Blackwell, Malden, Massachusetts, 304 p

Moller H. 1996. Lessons for invasion theory from social insects. Biol. Conserv. 78: 125–142

Pardi L. 1942. Ricerche sui Polistini. V. La poliginia iniziale in Polistes gallicus (L.). Boll. Ist. Entomol. Univ. Bologna 14: 1–106

Pfennig D.W., Gamboa G.J., Reeve H.K., Reeve J.S. and Ferguson J.D. 1983. The mechanism of nestmate discrimination in social wasps (Polistes, Hymenoptera: Vespidae). Behav. Ecol. Sociobiol. 13: 299–304

Post D.C. and Jeanne R.L. 1983. Male reproductive behavior of the social wasp Polistes fuscatus (Hymenoptera: Vespidae). Z. Tierpsychol. 62: 157–171

Rasner C.A., Yeh P., Eggert L.S., Hunt K.E., Woodruff D.S. and Price T.D. 2004. Genetic and morphological evolution following a founder event in the dark-eyed junco, Junco hyemalis thurberi. Mol. Ecol. 13: 671–681

Reeve H.K. 1989. The evolution of conspecific acceptance thresholds. Am. Nat. 133: 407–435

Reeve H.K. (1991) Polistes. In: The Social Biology of Wasps (Ross K.G. and Matthews R.W., Eds) Cornell University Press, Ithaca, pp. 99–148

Ryan R.E. and Gamboa G.J. 1986. Nestmate recognition between males and gynes of the social wasp Polistes fuscatus (Hymenoptera, Vespidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 79: 572–575

Shellman-Reeve J.S. and Gamboa G.J. 1985. Male social wasps (Polistes fuscatus, Hymenoptera: Vespidae). Behav. Ecol. Sociobiol. 11: 51–53

Starks P.T., Fischer D.J., Watson R.E., Melikian G.L. and Nath S.D. 1998a. Context- dependent nestmate discrimination in the paper wasp, Polistes dominulus: A critical test of the optimal acceptance threshold model. Anim. Behav. 56: 449–458

Starks P.T., Watson R.E., DiPaola M.J., DiPaola C.P. 1998b. The effect of queen number on nestmate discrimination in the facultatively polygynous ant Pseudomyrmex pallidus (Hymenoptera: Formicidae). Ethology 104: 573–584

Strassmann J. 2001. The rarity of multiple mating by females in the social Hymenoptera. Insect. Soc. 48: 1–13

Sumana A. and Starks P.T. 2004. The function of darts in the paper wasp, Polistes fuscatus. Naturwissenschaften 91: 220–223

Tsutsui N.D., Suarez A.V., Holway D.A. and Case T.J. 2000. Reduced genetic variation and the success of an invasive species. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 5948–5953

van Wilgenburg E., Driessen G. and Beukeboom L.W. 2006. Single locus complementary sex determination in Hymenoptera: an ‘‘unintelligent’’design? Front. Zool. 3: 1–15

Whiting A.R. 1924. The inheritance of sterility and of other defects induced by abnormal fertilization in the parasitic wasp, Habrobracon juglandis (Ashmead). Genetics 10: 33–58

Whiting P.W. 1933. Selective fertilization and sex-determination in Hymenoptera. Science 78: 537–538

Whiting P.W. 1943. Multiple alleles in complementary sex determination of Habrobracon. Genetics 28: 365–382

Woyke J. 1963. What happens to diploid drone larvae in a honeybee colony. J. Apic. Res. 2: 73–75

Zeisset I. and Beebee T.J.C. 2003. Population genetics of a successful invader: the marsh frog Rana ridibunda in Britain. Mol. Ecol. 12: 639–646