Seleção sexual pós-copulatória em uma espécie de lula (Mollusca: Cephalopoda) com dimorfismo intrassexual masculino e dois sítios de fertilização

Autor(es)

Lígia Haselmann Apostolico

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2023-08-28

Membros da banca

José Eduardo Amoroso Rodriguez Marian; Solimary Garcia Hernandez; Flávio Dias Passos

• Orientador: José Eduardo Amoroso Rodriguez Marian

Resumo

A seleção sexual exerce forte influência sobre o sucesso reprodutivo dos machos e não se limita à competição pela monopolização de parceiras do sexo oposto. Em espécies em que a fêmea copula com vários machos durante seu período reprodutivo, a disputa pela paternidade da prole pode ocorrer mesmo após a cópula, através dos mecanismos de competição espermática e escolha críptica da fêmea. Evidências oriundas de inúmeros táxons têm demonstrado que, não raramente, a seleção sexual pós-copulatória também influencia a evolução de diversas adaptações comportamentais, morfológicas e fisiológicas nos machos, relacionadas a tentativas de maximização do sucesso de seus gametas sobre aqueles de seus rivais. Comportamentos de guarda da fêmea, transferência de fluidos seminais responsáveis por reduzir a receptividade da fêmea e implante de plugues seminais são exemplos clássicos dessas adaptações, relacionadas a tentativas de minimização da competição espermática enfrentada por eles. Em contrapartida, os machos também podem maximizar as chances de sucesso de seus gametas ao otimizarem, por exemplo, a produção de espermatozoides mais numerosos ou qualitativamente superiores (em termos de viabilidade, velocidade) quando sob forte competição intrassexual. Lulas da família Loliginidae exibem comportamentos sexuais complexos e fenômenos como poligamia, competição espermática e paternidade múltipla são recorrentes no grupo. Além disso, machos de diferentes tamanhos, dentro da mesma espécie, podem adotar comportamentos distintos (i.e., táticas alternativas de reprodução) para obtenção de parceiras e fertilizações. Machos maiores, denominados consorts, exibem comportamentos agonísticos e de guarda da fêmea, protegendo-a do assédio de outros machos consorts até o final da postura de ovos. Eles efetuam cópulas na posição paralela, posicionando-se abaixo da fêmea, e depositam seus espermatóforos no interior de sua cavidade do manto, próximo à saída do oviduto. Machos de menor tamanho, denominados sneakers, não adotam comportamentos agressivos ou de guarda e efetuam cópulas de forma furtiva, em geral sem intervenção dos machos consorts. Eles se posicionam à frente da fêmea e copulam na posição frontal; seus espermatóforos aderem-se à membrana peribucal, próximo ao receptáculo seminal da fêmea uma estrutura de fundo cego, responsável pelo armazenamento de espermatozoides por períodos prolongados. Estudos prévios sugerem que a adoção de táticas alternativas por loliginídeos deveria resultar em taxas de sucesso reprodutivo desiguais entre machos que adotam posições de cópula distintas, dadas as diferenças espaciais entre os dois sítios de fertilização (membranas oviducais, mais interno; membrana peribucal, mais externo) utilizadas por eles. No entanto, estudos empíricos voltados a responder esta questão são inexistentes na literatura do grupo. Nesse contexto, utilizando o loliginídeo Doryteuthis pleii (Blainville, 1823) como modelo, a presente Tese de Doutorado teve como um de seus objetivos principais comparar o sucesso reprodutivo obtido por machos de fenótipos alternativos quando seus gametas, localizados em sítios espacialmente distintos no interior da fêmea, competem pela fertilização do mesmo conjunto de ovócitos. Através da adoção de manipulações experimentais em cativeiro e genotipagem de embriões por meio do uso de marcadores microssatélites, o presente trabalho evidenciou que, como esperado, machos que transferem gametas ao sítio mais interno da fêmea tipicamente monopolizam a paternidade da prole (paternidade: > 92%) quando em competição direta com gametas armazenados no sítio mais externo, provavelmente devido ao acesso privilegiado de seus espermatozoides sobre os ovócitos recém-liberados do oviduto. No entanto, mesmo em tais cenários, machos sneakers ainda podem ser responsáveis por fertilizar uma parcela considerável dos ovócitos remanescentes da fêmea (paternidade: 0.7 8 %). Combinados com dados provenientes da genotipagem de espermatozoides armazenados no receptáculo seminal de fêmeas capturadas do ambiente natural (número mínimo de machos: 3.0 ± 1.37), os resultados enfatizam a importância do receptáculo seminal. Tal estrutura parece fundamental não somente na dinâmica de fertilização em loliginídeos, suprimento de gametas e aumento da variabilidade genética da prole, mas também na continuidade da tática furtiva de sneakers ao longo das gerações. Com a manutenção de seus espermatozoides viáveis por períodos prolongados no interior do órgão de armazenamento, machos sneakers podem garantir um sucesso reprodutivo cumulativo maior, mesmo investindo relativamente menos recursos por fêmea (i.e., fracionando seus gametas em um maior número de cópulas). Além disso, o armazenamento de gametas por longos períodos também pode conferir intensa competição espermática entre machos que adotam cópulas frontais. Como uma possível adaptação à tal competição, sugeriu-se previamente que machos sneakers de D. pleii pudessem transferir plugues seminais às fêmeas, capazes de obstruir a abertura do receptáculo seminal e impedi-las de usar a reserva de gametas previamente estocados. Comparações quanto à participação de machos sneakers prévios (i.e., que copularam previamente e cujos gametas encontravam-se armazenados) quando na presença ou ausência de espermatângios implantados internamente ao órgão revelaram uma possível atuação de tais estruturas como plugues seminais na espécie de estudo (taxa de paternidade de machos desconhecidos, presença de plugues: 0.9 ± 0.8 %; ausência de plugues: 28.1 ± 40.9 %; p = 0.134; número de machos desconhecidos presentes na desova, presença de plugues: 0.7 ± 0.6; ausência de plugues: 2.2 ± 1.6; p = 0.216). No entanto, dado o conflito de interesse entre machos e fêmeas promovido pelo implante de tais estruturas, não é inconcebível especular que, mesmo sendo produto da intensa competição espermática entre machos sneakers, a eficiência dos plugues seminais também esteja sob controle das fêmeas. Por fim, através da aplicação de técnicas de microscopia de luz e microscopia eletrônica de transmissão, investigações quanto à morfologia dos hectocótilos estrutura responsável pela transferência de espermatóforos para a fêmea durante a cópula revelaram a existência de dois tipos de células secretoras exclusivos ao braço ventral esquerdo do macho. Especula-se que ambos sejam fundamentais para o processo de transferência dos espermatóforos, por meio da formação de uma secreção viscosa que auxilie a captação de tais estruturas pelo hectocótilo durante o momento da cópula. Em conjunto, os sete capítulos desta Tese de Doutorado trazem importantes contribuições ao campo da seleção sexual pós-copulatória, destacando o papel dos ambientes de fertilização como componente fundamental para o entendimento da dinâmica de fertilização, sucesso reprodutivo e manutenção do dimorfismo intrassexual masculino. (AU)

• Processo FAPESP: 17/16182-1 - Seleção sexual pós-copulatória em uma espécie de lula (Mollusca: Cephalopoda) com dimorfismo intrassexual masculino e dois sítios de fertilização
• Beneficiário: Lígia Haselmann Apostólico
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado