Genetics of condition and sexual selection

Abstract

FM Tarmo Ketolan ekologian ja ympäristönhoidon väitöskirjan ”Genetics of Condition and Sexual Selection” (Kunnon ja seksuaalivalinnan genetiikka) tarkastustilaisuus Jyväskylän yliopistossa. Vastaväittäjänä professori Juha Merilä (Helsingin yliopisto) ja kustoksena dosentti Janne Kotiaho.Linkki väitöksen pdf-versioon tiedotteen lopussa.FM Tarmo Ketola havaitsi väitöstutkimuksessaan, että geneettisesti huonolaatuiset sirkkayksilöt pystyvät käyttämään vähemmän energiaa aktiviteetteihin kuin hyvälaatuiset. Koska sisäsiitos lisäsi perusenergiankulutusta eli ruumiintoimintojen ylläpitoon kulutettua energiaa, se heikensi yksilöiden kuntoa.– Aiemmin on oletettu, että huonolaatuisilla yksilöillä on hidas aineenvaihdunta, mutta tutkimukseni perusteella asia näyttääkin olevan päinvastoin. Huonolaatuisemmilla yksilöillä energiaa menee ikään kuin hukkaan, Ketola toteaa. Ketolan tutkimuksen taustana ovat seksuaalivalintateoriat. Ne olettavat, että naaraat voivat saada hyötyä joko itselleen tai poikasilleen valitsemalla uroksia seksuaalipiirteiden perusteella sattumanvaraisen pariutumisen sijaan. Teorioissa oletetaan myös, että naaras pystyy arvioimaan luotettavasti koiraan laatua seksuaalisignaalien eli sirityksen avulla.Vaikka sisäsiitos huononsi urosten kuntoa, kunto ei suoraan selittänyt sirityksen määrää. Tämä johtui todennäköisesti siitä että huonokuntoiset yksilöt panostivat suhteessa enemmän energiaa naaraan houkutteluun kuin hyväkuntoiset yksilöt. Vaikka kunnon ja siritysaktiivisuuden välillä ei löytynyt selvää yhteyttä, näytti sisäsiitos vaikuttavan suoraan koiraan siritysaktiivisuuteen. Siritys voikin viestittää naaraalle melko luotettavaa tietoa uroksen geneettisestä laadusta, Ketola selventää.Väitöskirjassaan Ketola tutki myös sitä, mihin urosten ominaisuuksiin sirkkanaaraat kiinnittävät huomiota ja kuinka periytyviä nämä nämä ominaisuudet ovat. Lisäksi hän tutki haitallisten mutaatioiden vaikutuksia perusenergiankulutukseen eräällä mahlakärpäslajilla.

Sexual selection has been thought to be a potent evolutionary force in which females, by exerting a choice over potential mates, could provide benefits to their offspring or to themselves. A critical assumption is that the choice for a certain mate honestly brings the associated benefits to the one making the choice. A potent mechanism that could bring honesty to some parts of this system is condition. Individuals in good condition are supposed to be able to use more energy on fitness enhancing traits. Thus, mediators of this condition might be traits associated with energy metabolism. Experimental manipulation of genetic quality by inbreeding in crickets (Gryllodes sigillatus) revealed that the resting metabolic rate was inflated due to inbreeding. This furthermore reduced the amount of energy available for allocation. However, the size of the total energy budget was not affected by inbreeding. These metabolic traits, in addition to inbreeding, played a role in the determination of call activity. This suggests that females might receive correct information about males with good quality by choosing males with a high call activity. In addition to call activity, sexual signalling in crickets involves a courtship call that the male performs for a female in close proximity. I found that females were strongly attracted by this courtship call but the expected benefits of the choice were not visible in this study. To summarize, there might be some genetic benefits associated with sexual signalling by the avoidance of inbred individuals. The results of the role of resting metabolic rate in fitness were equivocal. Despite strong inflation due to inbreeding in G. sigillatus, I did not find any effects of gamma ray treatment or inbreeding on resting metabolic rate of flies (Drosophila montana). However, these studies of the effects of genetic quality on energy metabolism offer promising avenues to a more precise empirical measurement of condition, especially since previously used residual body mass indices were found non-responsive to inbreeding and not associated with energy metabolism.