La compétition entre les spermatozoïdes des vers accélère l’évolution :

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Fig 1. Représentation au jour le jour de la conception de l’évolution expérimentale montrée au niveau de la population et au niveau du sperme. Le jour 1, la stérilité est induite en transférant les vers dans un milieu contenant de l’auxine. L’auxine active TIR1 pour cibler l’étiquette degron sur SPE-44. L’épuisement de SPE-44 arrête la production de spermatozoïdes induisant ainsi la stérilité. Les femelles commencent à pondre le jour 1, en utilisant le sperme de mâles expérimentaux. Au jour 2, des mâles compétiteurs sont ajoutés à la population dans un rapport de 1 mâle compétiteur pour 2,5 mâles expérimentaux. Les descendants sont collectés au jour 3 à partir d’œufs pondus au jour 2, puis soumis à un choc thermique au jour 4 pour induire l’expression ectopique de la protéine toxique PEEL-1. Cette expression tue la descendance croisée concurrente, ne laissant que la descendance du sperme transféré au cours de la phase d’accouplement du jour 1. Chaque événement sélectif est suivi d’une génération de récupération. Crédit: Génétique PLOS : (2022). EST CE QUE JE: 10.1371 / journal.pgen.1010063 :

Des danses élaborées aux superbes étalages de plumage en passant par les coups de tête spectaculaires, les animaux mâles ont un éventail de façons de se distinguer des concurrents tout en courtisant un compagnon potentiel. Mais ce n’est pas leur seule chance de prouver leur valeur.

La sélection sexuelle peut également avoir lieu après l’accouplement, et de nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’UO suggèrent qu’elle peut avoir un impact étonnamment important sur l’évolution.

Tout comme un mâle avec une queue plus brillante pourrait être plus susceptible de gagner un compagnon, les spermatozoïdes plus résistants ou des nageurs plus forts pourraient être plus susceptibles de réussir à féconder un ovule. Au fil du temps, cette sélection peut façonner le processus d’évolution, car les gènes qui rendent les spermatozoïdes plus compétitifs sont préférentiellement transmis.

Dans les expériences de laboratoire qui ont suivi les vers Caenorhabditis elegans pendant de nombreuses générations, la sélection sexuelle après la libération des spermatozoïdes était un facteur de changement évolutif plus important que la sélection sexuelle avant l’accouplement. Les chercheurs du laboratoire du biologiste de l’UO et prévôt Patrick Phillips rapportent leurs découvertes dans un article publié le 2 février. 14 pouces : Génétique PLOS :.

Le ver C. elegans est couramment utilisé par les chercheurs comme organisme modèle pour étudier la maladie et la biologie chez l’homme.

Grâce aux récentes avancées de la technologie d’édition de gènes, “nous avons pu développer un outil génétique qui nous donne un contrôle temporel très fin – nous pouvons activer et désactiver la production de sperme chez les vers”, a déclaré Katja Kasimatis, chercheuse postdoctorale à l’Institut. Université de Toronto qui a dirigé la recherche dans le cadre de son travail de doctorat à l’UO.

Cela a permis de distinguer les contributions relatives de la sélection sexuelle avant l’accouplement et après l’insémination.

“C’est quelque chose que nous n’avons pas pu faire auparavant”, a déclaré Kasimatis. “Il est vraiment difficile d’isoler ce qui se passe après l’insémination.”

Elle et ses collègues ont suivi les vers pendant 30 générations. (Un avantage de faire des recherches avec des vers : les animaux passent de la naissance à l’âge de procréer en environ 3,5 jours.) Ils ont introduit une nouvelle compétition à différents moments, avant ou après l’accouplement, en manipulant le moment où les vers produisent du sperme.

Une concurrence accrue avant l’accouplement – en ajoutant des vers avec une génétique différente au pool d’accouplement – a diminué la sélection et ralenti le taux de changement évolutif, a découvert l’équipe.

Mais plus de spermatozoïdes concurrents ont amélioré la sélection et augmenté le taux de changement évolutif. En 30 générations, le succès reproducteur des mâles a été multiplié par cinq à sept.

L’équipe a également identifié environ 60 gènes qui ont montré des changements rapides au cours de l’expérience. Ces gènes contribuent probablement d’une manière ou d’une autre au succès de la reproduction, mais plus de la moitié d’entre eux n’ont pas encore été étudiés en détail.

“Cela suggère que nous avons beaucoup de travail à faire”, a déclaré Kasimatis.

Les travaux de doctorat de Kasimatis à l’UO, y compris les recherches dans cet article, lui ont valu le prix Dobzhansky de la Society for the Study of Evolution, un prix prestigieux pour les scientifiques en début de carrière dans le domaine de l’évolution.

“Les différences dramatiques entre les sexes fascinent les biologistes depuis des centaines d’années”, a déclaré Phillips. “Katja a pu utiliser le génie génétique pour activer et désactiver la compétition des spermatozoïdes, utiliser l’évolution expérimentale pour tester rigoureusement les hypothèses qui intriguent le domaine depuis longtemps, puis utiliser le séquençage de l’ADN du génome entier pour explorer jusqu’aux gènes évolutifs sous-jacents. À bien des égards, cette étude représente l’aboutissement de mes espoirs quant à ce que nous pouvions accomplir lorsque j’ai commencé à utiliser le système du ver pour des études évolutives il y a près de 30 ans.


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Plus d’information:
Katja R. Kasimatis et al, la sélection post-insémination domine la sélection pré-insémination dans l’évolution rapide de la capacité compétitive des mâles, Génétique PLOS : (2022). EST CE QUE JE: 10.1371 / journal.pgen.1010063 :

Fourni par l’Université de l’Oregon :

Citation:: La concurrence entre les spermatozoïdes de vers accélère l’évolution (2022, 22 mars) récupéré le 22 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-competition-worm-sperm-evolution.html

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