Functional morphology of sexually selected gentalia in the water strider Aquarius remigis

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In the water strider Aquarius remigis (Say), sexual selection favours males with longer genitalia. We used video analysis plus light and scanning electron microscopy to examine the structure, movement, and articulation of the genitalia as a first step in determining the functional basis of this selection. Male A. remigis are characterized by long, robust genital segments; a marked ventral median notch in the posterior margin of the pregenital segment; an enlarged phallus tipped with a uniquely prolonged sclerotized plate; and a large, spine-covered, membranous lobe that inflates within the female's reproductive tract. Detailed examinations of genital interactions prior to and during copulation allow us to deduce the functional significance of these distinguishing traits. We postulate that by increasing the length, mobility, strength, and rigidity of the phallus, the first three traits increase the ability of males to achieve intromission in spite of active female resistance, and to maintain intromission during the prolonged copulations characteristic of this species. Inflation of the large, spinous lobe probably contributes to the latter function, and may also directly affect fertilization success by displacing or damaging sperm from previous males. We discuss these interpretations in the context of current theories of genitalic coevolution and sexual conflict in the Gerridae.

Chez Aquarius remigis (Say), la sélection sexuelle favorise les mâles aux pièces génitales plus longues. L'analyse d'enregistrements sur bandes vidéo et des observations au microscope photonique et au microscope électronique à balayage nous ont permis d'examiner la structure, les mouvements et l'articulation des genitalia en guise de première étape vers la détermination de la base fonctionnelle de la sélection. Les mâles d'A. remigis se distinguent par les segments génitaux longs et robustes, la présence d'une échancrure ventrale médiane sur la bordure postérieure du segment prégénital, un gros phallus portant à son extrémité, de façon inusitée, une longue plaque sclérifiée et un gros lobe membraneux recouvert d'épines qui se gonfle à l'intérieur du tractus génital de la femelle. Un examen détaillé des interactions génitales avant et pendant l'accouplement nous permet de déduire l'importance fonctionnelle de ces struc tures distinctives. Nous croyons qu'en augmentant la longueur, la mobilité, la force et la rigidité du phallus, les trois premiers caractères augmentent la capacité d'intromission chez les mâles, malgré la résistance active des femelles, et leur permet de maintenir l'intromission au cours de toute la durée de l'accouplement, particulièrement long chez cette espèce. Le gonflement du gros lobe épineux contribue probablement à cette dernière fonction et affecte peut-être aussi directement le succès de la fécondation en remplaçant ou en endommageant les spermatozoïdes de mâles précédents. Nous discutons de ces interprétations à la lumière des théories récentes sur la coévolution des pièces génitales et sur les conflits sexuels chez les Gerridae.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2003

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