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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2020.tde-30112020-101600
Document
Author
Full name
Renato Chaves de Macedo Rego
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Santos, Eduardo da Silva Alves dos (President)
Caldart, Vinícius Matheus
Castanho, Camila de Toledo
Manica, Lilian Tonelli
Title in Portuguese
Quando e como ocorrem episódios de seleção sexual em espécies animais? Uma investigação meta-analítica
Keywords in Portuguese
1. Oportunidade para seleção sexual
2. Poliandria
3. Seleção sexual pós-acasalamento
4. Sistema de acasalamento
5. Sucesso reprodutivo
6. Tamanho corporal
Abstract in Portuguese
No início, a teoria de seleção sexual baseava-se somente em episódios pré-acasalamento de competição por parceiros sexuais. Em alguns sistemas de acasalamento, machos tentam monopolizar parceiras através da defesa de recursos usados pelas fêmeas ou guardando diretamente as fêmeas. Em outros sistemas de acasalamento, esse comportamento de monopolização não existe e as táticas dos machos baseiam-se principalmente em achar ou cortejar fêmeas. Em todos cenários, esperava-se usualmente que fêmeas fossem o sexo criterioso na escolha e acasalassem poucas vezes. Contudo, análises genéticas modernas revelaram que frequentemente fêmeas acasalam com diferentes parceiros sexuais, o que permite a ocorrência de episódios de seleção sexual pós-acasalamento, como escolha críptica da fêmea e competição espermática. Agora, para melhor entender processos de seleção sexual, é necessário estimar seleção sexual em diferentes sistemas de acasalamento, integrando episódios de seleção pré e pós-acasalamento. Dessa forma, apresentamos aqui três meta-análises que integram episódios de seleção pré e pós-acasalamento em animais e combinam estimativas de seleção baseadas em indivíduos e em atributos desses indivíduos. No Capítulo 1, mostramos que medidas de sucesso de acasalamento inferidas a partir de testes genéticos produzem estimativas maiores da oportunidade para seleção sexual pré-acasalamento (Is) do que medidas diretas de sucesso de acasalamento. Isso mostra que estimativas genéticas de sucesso de acasalamento não devem ser usadas para calcular-se Is e que elas são mais propícias para o cálculo da oportunidade para seleção sexual pós-acasalamento. Dessa forma, propomos um novo índice de seleção pós-acasalamento: a oportunidade para seleção por fertilização. Sobretudo, nossos resultados mostram também que a oportunidade para seleção sexual pós-acasalamento é comum em animais. No Capítulo 2, mostramos que, quando o comportamento de monopolização ocorre, fêmeas lidam com menor oportunidade para seleção sexual pré-acasalamento e machos lidam com maior oportunidade para seleção sexual pré-acasalamento. Contudo, para ambos sexos, a oportunidade de seleção por fertilização e a oportunidade de seleção total não diferem de acordo com a ocorrência do comportamento de monopolização. Isso mostra que: (i) machos são bem sucedidos em monopolizar fêmeas durante eventos pré-acasalamento, mas fêmeas não são monopolizadas quando se analisa a integralidade dos eventos reprodutivos; (ii) poliandria é comum em animais; e (iii) escolha críptica da fêmea e competição espermática são forças seletivas efetivas. No Capítulo 3, demonstramos pela primeira vez que fêmeas e machos de maior tamanho corporal produzem mais filhotes, corroborando uma antiga hipótese de Charles Darwin sobre a evolução de tamanho corporal em fêmeas. Apesar das vantagens em ser grande quando comportamento de monopolização ocorre, nós também mostramos que indivíduos grandes são igualmente bem sucedidos em diferentes sistemas de acasalamento. Por fim, mostramos que investir em atributos envolvidos em fertilização aumenta o sucesso reprodutivo de machos, demonstrando novamente a relevância de episódios de seleção sexual pós-acasalamento.
Title in English
When and how do episodes of sexual selection occur in animal species? A meta-analytical investigation
Keywords in English
1. Body size
2. Mating system
3. Opportunity for sexual selection
4. Polyandry
5. Post-mating sexual selection
6. Reproductive success
Abstract in English
The theory of sexual selection was initially based only on pre-mating episodes of intrasexual competition for sexual partners. In some mating systems, males try to monopolize females by guarding them or by defending resource(s) used by females. In other mating systems, such monopolization behavior is absent and male mating tactics are mainly based on finding or courting females. In all scenarios, females were usually expected to be the choosy sex and mate just a few times. However, modern genetic paternity analyses revealed that females frequently mate with different partners, leading to post-mating episodes of sexual selection, such as cryptic female choice and sperm competition. To better understand sexual selection processes, it is necessary to estimate sexual selection in different mating systems, integrating pre- and post-mating episodes of selection. Therefore, here we present three hierarchical meta-analyses that integrate pre- and post-mating selection episodes across animals, and combine individual-based and trait-based estimates of sexual selection. In Chapter 1, we show that mating success measures inferred from genetic analyses produce higher estimates of the opportunity for pre-mating sexual selection (Is) than measures of actual mating success. This shows that genetic estimates of mating success should not be used to calculate Is and that they would be better employed to estimate the opportunity for post-mating sexual selection. Therefore, we propose a new post-mating selection index: the opportunity for fertilization selection. More importantly, our results show that the opportunity for post-mating sexual selection is ubiquitous among animals. In Chapter 2, we show that, when monopolization behavior occurs, females face a lower opportunity for pre-mating sexual selection and males face a higher opportunity for pre-mating sexual selection. However, for both sexes, the opportunity for fertilization selection and the opportunity for selection do not differ according to the occurrence of monopolization behavior. This shows that: (i) males succeed in economically monopolizing females during pre-mating events, but females are not monopolized by males when we look at the whole reproductive process; (ii) polyandry is ubiquitous among animals; and (iii) cryptic female choice and sperm competition are effective selective forces. In Chapter 3, we demonstrate for the first time that larger females and males sire more offspring, corroborating a long-standing Darwinian hypothesis on the evolution of female body size. Despite the advantages of being larger when monopolization behavior occurs, we also show that large individuals are equally successful in different mating systems. Finally, we show that investing in fertilization-related traits results in higher fitness for males, demonstrating again the relevance of post-mating sexual selection.
 
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Publishing Date
2021-02-15
 
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