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Sexual difference in modes of selection on the pleopods of crayfish (Decapoda: Astacoidea) revealed by the allometry of developmentally homologous traits

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Crayfish have five pairs of abdominal limbs called pleopods. In males, the first and second pairs of pleopods are used for transferring spermatophores to the female during copulation. The remaining pleopods in males have no obvious function. Female crayfish use their pleopods to carry eggs. Accordingly, it is expected that the selection pressures that act on the pleopods differ between males and females. To test this hypothesis, we estimated modes of selection on pleopods in two species of crayfish (Procambarus clarkii and Pacifastacus trowbridgii) by comparing allometric relationships in functional and nonfunctional pleopods. Since pleopods are serially homologous traits, developmental constraints on these traits appear to be minimal. The lengths of the first male pleopods, used in copulation, showed lower allometric values and less dispersion around the regression line, suggesting that they have been under stabilizing selection. This likely occurs because the major selective force is the ability of males to copulate with females of various sizes. The pleopods of females showed higher allometric values than pleopods of males without an assigned function. This suggests that the pleopods of females have been under directional selection, most likely because they are longer and can therefore carry more eggs.

Les écrevisses possèdent cinq paires d'appendices abdominaux appelés pléopodes. Chez les mâles, la première et la seconde paire de pléopodes servent au transfert des spermatophores à la femelle durant l'accouplement, mais les autres pléopodes n'ont pas de fonction claire. Les écrevisses femelles utilisent leurs pléopodes pour transporter leurs oeufs. On s'attend donc à ce que des pressions sélectives différentes agissent sur les pléopodes des mâles et sur ceux des femelles. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons estimé les modes de sélection exercés sur les pléopodes de deux espèces d'écrevisses (Procambarus clarkii et Pacifastacus trowbridgii) en comparant les relations allométriques entre les pléopodes fonctionnels et non fonctionnels. Puisque les pléopodes sont des caractères homologues en série, les contraintes du développement sur ces structures paraissent être minimales. Les longueurs des premiers pléopodes mâles utilisés durant l'accouplement ont des valeurs allométriques plus faibles et une dispersion plus faible autour de la droite de régression, ce qui laisse croire qu'ils ont subi les effets d'une sélection stabilisante. Cela est probable parce que la force principale de sélection est la capacité des mâles de s'accoupler avec des femelles de tailles diverses. Les pléopodes femelles ont des valeurs allométriques plus élevées que les pléopodes sans fonction définie. Cela laisse croire que les pléopodes femelles ont subi les effets d'une sélection directionnelle, fort probablement parce que des pléopodes plus longs peuvent porter plus d'oeufs.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-06-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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