Resumen: Los investigadores descubren los matices de los comportamientos de apareamiento de los nematodos, revelando una interacción compleja entre los gusanos redondos hermafroditas y hembras en su búsqueda por reproducirse. Mientras que las hembras buscan activamente a los machos, acechándolos por el olor para aparearse, los hermafroditas exhiben un enfoque muy diferente, evitando el apareamiento hasta que agotan sus reservas de esperma.

Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión de las estrategias reproductivas de los nematodos, sino que también proporciona información sobre los mecanismos genéticos de atracción y evolución del comportamiento. El estudio sugiere que la presencia de esperma o líquido seminal en los hermafroditas actúa como un regulador del comportamiento, destacando una estrategia adaptativa dirigida a maximizar la diseminación genética.

Reflejos:

1. Los nematodos hembras exhiben comportamientos de apareamiento eficientes, incluido el seguimiento de los machos por el olor, un hecho previamente desconocido.
2. Los nematodos hermafroditas evitan aparearse hasta que se agota su reserva de esperma, lo que demuestra flexibilidad de comportamiento y una estrategia evolutiva para maximizar el paso de genes.
3. El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos genéticos de atracción y la evolución de las estrategias reproductivas en uno de los organismos modelo más fundamentales.

Fuente: Universidad Rockefeller

Saltan chispas cuando una hembra de nematodo se encuentra con su pareja en una placa de Petri. Acechándolo por el olfato, ella se apresura y queda embarazada a los pocos momentos de contacto físico. Pero para la versión hermafrodita de estos pequeños gusanos redondos, la historia es completamente diferente.

Anatómicamente femeninos pero capaces de autofecundarse con su propia reserva de esperma, los hermafroditas permanecen categóricamente desinteresados ​​en aparearse, hasta que se agota su reserva de esperma. Sólo entonces buscarán machos.

Estos detalles previamente desconocidos sobre los rituales de apareamiento microscópicos podrían ocultar pistas que conduzcan a una mejor comprensión de los mecanismos genéticos de la atracción, según un nuevo estudio publicado en la revista Science. Biología actual.

Los resultados no sólo llenan importantes lagunas de conocimiento sobre un organismo modelo clave, sino que también arrojan nueva luz sobre la evolución de las estrategias reproductivas.

«Los biólogos apenas están comenzando a descubrir cómo evolucionan los comportamientos, y los comportamientos de cortejo son algunos de los más sorprendentes que hemos observado», dice Cori Bargmann, neurocientífica del Rockefeller. «Estudiamos los rituales de apareamiento de los nematodos para comprender mejor cómo cambian los comportamientos entre especies».

Nematodos femeninos

Los nematodos, comúnmente conocidos como lombrices intestinales, son un grupo diverso de organismos que se encuentran en casi todos los hábitats de la Tierra. Entre un puñado de especies hay hermafroditas capaces de autofecundarse. El equipo de Bargmann optó por comparar las estrategias de los miembros hermafroditas y no hermafroditas de la Caenorhabditis género.

«Todos estos animales tienen el mismo aspecto», dice Margaret Ebert, autora principal del estudio e investigadora asociada en el laboratorio de Bargmann. «Pero utilizan sus sistemas nerviosos de manera diferente, para producir comportamientos de apareamiento muy diferentes».

Los investigadores comenzaron observando las interacciones entre hombres y mujeres. Caenorhabditis. «No sabíamos casi nada sobre el comportamiento femenino», afirma Bargmann. «Antes de estudiar a los hermafroditas, la primera pregunta era qué hacen las mujeres».

El equipo observó tres comportamientos de apareamiento en las hembras de los nematodos: rastrean a los machos por el olor, dejan de moverse al entrar en contacto físico con el macho y abren sus vulvas para facilitar el apareamiento.

«La mujer es un modelo de eficiencia», afirma Ebert. “Muestra un fuerte deseo de encontrar pareja y, una vez en contacto, coopera. Menos de un minuto después de conocer a un hombre, está embarazada.

Uno de los hallazgos más sorprendentes es que la hembra sigue al macho mediante su sentido del olfato. «No lo sabíamos», dice Bargmann. “En general se supone que son los hombres quienes eligen. »

Nematodos hermafroditas

Luego, el equipo centró su atención en especies hermafroditas estrechamente relacionadas. Caenorhabditis. Estos nematodos comienzan su vida con un complemento de espermatozoides y óvulos y no siguen a los machos por el olfato.

Más bien, evitan activamente el apareamiento, y cuando los machos intentan aparearse, «es como el toro en un rodeo», dice Ebert. «Hacen movimientos bruscos para alejar al macho y huir».

Pero a medida que envejecen, los hermafroditas continúan produciendo óvulos y dejan de producir espermatozoides, dejándolos con gametos que no pueden autofecundarse. De repente, los nematodos machos se vuelven atractivos.

«Una vez que se les acaba el esperma, cambian», dice Bargmann. “No es que los hermafroditas hayan olvidado para qué sirven los hombres. Simplemente enmascara estos comportamientos durante parte de su vida y luego los libera más adelante, revelando un nivel sorprendente de flexibilidad conductual.

Esta flexibilidad de apareamiento tiene un significado evolutivo. Desde una perspectiva de aptitud biológica, cualquier animal debería querer maximizar su propia contribución al acervo genético. Mientras los hermafroditas puedan producir su propia descendencia, no tendrán ningún incentivo para mezclarse con los machos.

Pero una vez que no pueden hacerlo, se vuelve evolutivamente estratégico aparearse y producir descendencia con al menos la mitad de su material genético. El equipo sospecha que la presencia de esperma o líquido seminal actúa como una especie de regulador, lo que indica que se deben suspender los comportamientos de apareamiento.

Los resultados son un paso fundamental para responder las preguntas más fundamentales sobre cómo evolucionan los animales para optimizar el paso de su ADN. «Nuestros hallazgos añaden otra pieza a este rompecabezas», afirma Bargmann.

“Estas especies modifican su enfoque para maximizar el número total de genes que pueden transmitir a la siguiente generación. Es casi como si los hermafroditas leyeran un libro de texto de genética y preguntaran: «¿Cómo puedo maximizar mi condición física?». »

Sobre esta noticia de investigación en genética y atracción.

Autor: Catherine Fenz
Fuente: Universidad Rockefeller
Contactar: Katherine Fenz – Universidad Rockefeller
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso libre.
«La evolución remodela los comportamientos receptivos olfativos y de apareamiento durante la transición de la reproducción femenina a la hermafrodita» por Cori Bargmann et al. Biología actual

Abstracto

La evolución remodela los comportamientos receptivos olfativos y de apareamiento durante la transición de la reproducción femenina a la hermafrodita

Puntos fuertes

• Los comportamientos de apareamiento de hembras y hermafroditas difieren entre especies de nematodos relacionados
• Las hembras se sienten atraídas por los olores volátiles de los machos, pero los hermafroditas no.
• El mismo par de neuronas olfativas estimulan la atracción de las mujeres hacia los hombres y viceversa.
• Los hermafroditas que carecen de esperma expresan ciertos comportamientos de apareamiento femeninos latentes

Resumen

Las especies masculinas/hermafroditas han surgido repetidamente a partir de un estado ancestral masculino/femenino en los nematodos, proporcionando un modelo para estudiar adaptaciones conductuales a diferentes estrategias reproductivas.

Aquí examinamos los comportamientos de apareamiento entre machos y hembras (gonocorísticos). Caenorhabditis especie en comparación con parientes masculinos/hermafroditas cercanos (androdieces).

Encontramos que las hembras de dos especies en el Elegante quimiotaxis grupal a olores volátiles de machos, pero no de hermafroditas. Las hembras, pero no los hermafroditas, también exhiben comportamientos conocidos de receptividad de apareamiento, como la sedación, cuando las estructuras reproductivas del macho entran en contacto con la vulva.

Centrarse en especies masculinas/femeninas C. nigoniMostramos que la quimiotaxis femenina hacia los machos está restringida a las hembras adultas que se acercan a los machos adultos o casi adultos y se basa en el factor de transcripción ODR-7 específico de la neurona AWA, al igual que la quimiotaxis masculina hacia el olor femenino, como se indicó previamente en C. elegans.

Sin embargo, la receptividad de las hembras durante el contacto sexual es odr-7 independiente. Todo C. nigoni Los comportamientos femeninos son suprimidos por el apareamiento y todos están ausentes en los hermafroditas jóvenes de especies hermanas. C. briggsae. Sin embargo, se puede descubrir receptividad latente durante el contacto sexual en mutantes o personas mayores. C. briggsae hermafroditas que carecen de esperma propio.

Estos resultados revelan dos componentes mecanísticamente distintos del cambio del comportamiento femenino al hermafrodita: la pérdida de comportamientos femeninos específicos. odr-7-quimiotaxis dependiente y un estado de receptividad reducida al contacto sexual dependiente de espermatozoides.

Hermafroditas de una segunda especie androdioica, C. tropical, recuperan todos los comportamientos femeninos a medida que envejecen, incluida la quimiotaxis hacia los hombres. Recuperar la receptividad sexual después del agotamiento de los espermatozoides podría maximizar la aptitud de los hermafroditas a lo largo de sus vidas.