Polyandry and its effect on male and female fitness

Abstract

Miksi metsämyyränaaraalla on useampia rakastajia, on mielenkiintoinen kysymys evoluutioekologiassa. Yksi koiras riittäisi hyvin hedelmöittämään kaikki naaraan munasolut, ja useamman koiraan kanssa jatkuvat lemmenleikit altistavat naaraan niin pedon hampaille kuin tautiriskille. Useamman koiraan kanssa parittelu näyttää kuitenkin olevan enemmän sääntö kuin poikkeus.Ines Klemmen väitöskirjatutkimuksen aiheena oli selvittää, mitä hyötyä naaraalle on useamman koiraan kanssa parittelusta. Klemme osoitti tutkimuksessaan, että mitä useamman koiraan kanssa metsämyyränaaras parittelee yhden lisääntymiskerran aikana, sitä parempi on sen lisääntymistulos. Metsämyyrän poikuekoko on 5-6, ja naaras saattaa synnyttää 4-5 poikuetta kesässä.Naaras tuli yksiselitteisesti useammin tiineeksi paritellessaan useamman kerran. Sillä, paritteliko naaras yhden vai useamman rakastajan kanssa, ei ollut merkitystä. Hedelmöityminen ei siis riipu kumppanien vaan stimulaation määrästä. Useamman koiraan kanssa paritelleet myyränaaraat saivat kuitenkin selkeästi enemmän lapsenlapsia. Tämä uusi ja yllättävä tulos voidaan selittää ainoastaan geneettisillä eduilla, jotka naaras on saanut useamman koiraan perintöaineksen kautta. Todennäköisin mekanismi havaitun tuloksen taustalla on spermakilpailu: useamman koiraan siittiöiden kilpajuoksussa paremmat voittavat, ja syntyvät pojat jatkavat tätä superlinjaa seuraavassa sukupolvessa.Ines Klemmen väitöskirja kuuluu evoluutioekologian osa-alueeseen, jossa tutkitaan tiettyjen käyttäytymispiirteiden syntyä. Metsämyyrä on tällaiseen tutkimukseen erinomainen mallilaji. Tuloksia voidaan ja niitä tuleekin tarkastella lisääntymisjärjestelmien syntymisen näkökulmasta yleensä. Uusien DNA-analyysien valossa näyttää siltä, että niin koiraat kuin naaraatkin parittelevat nisäkäsmaailmassa yleisesti useamman partnerin kanssa eli sekasopuisesti. Tutkijat kuitenkin varoittavat oman lajimme seksuaalikäyttäytymistä koskevista suoraviivaisista tulkinnoista.

Polyandry, i.e., mating with multiple males within one reproductive event, is currently regarded as one of the most significant female reproductive behaviours. Its adaptive functions and its consequences on male reproductive success, however, are still not identified in most species. In this thesis I have studied causes and consequences of polyandry in a small mammal species, the bank vole (Clethrionomys glareolus), focusing on two questions. First, are dominance-related traits in males related to reproductive success in polyandrous species and second, which benefits do females gain from mating with multiple males. I conducted five experiments, two under laboratory conditions and three under semi-natural conditions in large outdoor enclosures. I found evidence that two dominance-related traits, male body size and scent marking behaviour, are related to male reproductive success. However, this was only the case under certain environmental and social conditions, suggesting that the strength of sexual selection on these traits is variable. I was further able to show that bank vole females gain direct and genetic fitness benefits from multiple mating, suggesting that polyandry is a beneficial strategy for females. The results of this study may help to understand the evolution of polyandry and its implications on male and female reproductive success, which is of general importance for the study of sexual selection.