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Female multiple mating for fertility assurance in red flour beetles (Tribolium castaneum)

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Abstract:

The costs of mating with multiple partners include expenditure of energy and time and a reduction in lifespan, but females of many taxa mate with several different partners shortly after their first copulation. Often it is not clear what females gain from this behaviour. In this study, we used the red flour beetle (Tribolium castaneum Herbst, 1797) to test the hypothesis that females mate with multiple males for fertility assurance because the first copulation often does not lead to offspring production. We found that the probability of producing offspring, as measured by the proportion of females that produced offspring, was not affected by multiple mating when females were mated to virgin partners. However, when females were mated to nonvirgin partners, multiple mating led to an increased probability of producing offspring. To establish the mechanism through which multiple mating enhanced the probability of producing offspring, we further investigated whether this result was observed because multiple mating provided genetically compatible sperm or because it provided sufficient sperm. Viability of larvae from multiply mated females was higher than that of larvae from singly mated females, but the total number of adult offspring produced was not significantly different between the two groups. The capacity of males to inseminate females decreased in successive matings after the initial copulation, suggesting that ineffective copulations between virgin females and nonvirgin males are likely due to male sperm depletion. Therefore, mating with multiple males increased the probability that females would produce offspring and served as fertility assurance.

Les coûts de l'accouplement avec plusieurs partenaires comprennent des dépenses d'énergie et de temps et une réduction de la longévité; néanmoins, les femelles de nombreux taxons s'accouplement avec plusieurs mâles différents peu après leur premier accouplement. Il n'est souvent pas évident quel bénéfice les femelles tirent de ce comportement. Dans notre étude, nous utilisons des triboliums rouges de la farine (Tribolium castaneum Herbst, 1797) pour éprouver l'hypothèse selon laquelle les femelles s'accouplent avec plusieurs mâles pour assurer leur fertilité parce que souvent la première copulation ne produit pas de rejetons. La probabilité de produire des rejetons, c'est-à-dire la proportion des femelles qui produisent des petits, n'est pas affectée par les accouplements multiples lorsque les femelles s'accouplent avec des partenaires vierges. Cependant, lorsque les femelles s'accouplent avec des partenaires non vierges, les accouplements multiples augmentent la probabilité de produire des petits. Afin de découvrir le mécanisme qui permet aux femelles d'augmenter leur probabilité de produire des petits lors des accouplements multiples, nous avons ensuite cherché à savoir si c'est parce que ces accouplements procurent du sperme génétiquement compatible ou alors qu'ils fournissent les quantités nécessaires de sperme. La viabilité des larves provenant d'accouplements multiples est plus grande que celle des larves nés d'accouplements uniques, mais le nombre de rejetons adultes produits par les deux groupes de femelles n'est pas significativement différent. La capacité des mâles à imprégner les femelles décroît au cours des copulations successives après la copulation initiale, ce qui laisse croire que les copulations inefficaces entre les femelles vierges et les mâles non vierges sont vraisemblablement dues à un épuisement de la quantité de sperme chez ces mâles. C'est pourquoi, l'accouplement avec plusieurs mâles augmente la probabilité de production de rejetons chez la femelle et assure sa fertilité.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2005

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nrc/cjz/2005/00000083/00000007/art00003
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