DOI: https://doi.org/10.1002/ece3.72778
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41635611
تاريخ النشر: 2026-02-01
المؤلف: Karendeep K. Sidhu وآخرون
الموضوع الرئيسي: سلوك الحيوان والتكاثر
نظرة عامة
تتناول هذه الفقرة تأثير شدة المنافسة داخل الجنس (المنافسة بين نفس الجنس) والمنافسة بين الجنسين (اختيار الشريك بين الجنسين) على بقاء ونجاح الكائنات الحية خلال موجة حر. تهدف الدراسة إلى توضيح كيفية تفاعل هذه الضغوط الانتقائية وتأثيرها على نتائج اللياقة البدنية في ظروف بيئية قاسية.
تشير النتائج الرئيسية إلى أن زيادة المنافسة داخل الجنس قد تؤدي إلى زيادة معدلات الوفيات بسبب الضغط واستنفاد الموارد، بينما يمكن أن تعزز المنافسة بين الجنسين النجاح التناسلي من خلال تفضيل الصفات التي تحسن جذب الشريك تحت ضغط الحرارة. التفاعل بين هذين النوعين من الاختيار أمر حاسم لفهم الاستراتيجيات التكيفية في المناخات المتقلبة، مما يشير إلى أن كلا الشكلين من الاختيار يلعبان أدوارًا مهمة في تشكيل ديناميات السكان خلال الأحداث الجوية القاسية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث تزايد تكرار وشدة ومدة موجات الحر المنسوبة إلى تغير المناخ، والتي تؤثر بشكل كبير على بقاء ونجاح التكاثر لمجموعة متنوعة من الأنواع الحيوانية. تُعرف موجات الحر بأنها فترات تتجاوز فيها درجات الحرارة القصوى اليومية المتوسط بمقدار 5 درجات مئوية لأكثر من خمسة أيام، ويمكن أن تؤدي إلى انخفاض النجاح التناسلي والعقم، مما يهدد في النهاية أحجام السكان والتنوع الجيني. يبرز المؤلفون دور الاختيار الجنسي، وخاصة من خلال تعدد الأزواج—حيث تتزاوج الإناث مع ذكور متعددة—في التخفيف من الآثار السلبية لموجات الحر على التكاثر. تشير الأدلة إلى أن تعدد الأزواج يمكن أن يعزز خصوبة الإناث من خلال توفير الوصول إلى المزيد من الحيوانات المنوية القابلة للحياة، خاصة عندما تكون وظائف التكاثر الذكرية متأثرة بسبب الضغط الحراري.
تهدف الدراسة إلى استكشاف كيف تؤثر مستويات مختلفة من الاختيار بين الجنسين والمنافسة داخل الجنس خلال موجات الحر على النجاح التناسلي في مجموعة من خنافس الدفن، *Nicrophorus vespilloides*. قام الباحثون بإعداد ثلاثة علاجات تجريبية: الزواج الأحادي (بدون منافسة)، وتعدد الأزواج مع منافسة الذكور، وتعدد الأزواج مع منافسة ذكور محدودة. يفترضون أن تعدد الأزواج سيعزز عمومًا النجاح التناسلي مقارنة بالزواج الأحادي، خاصة في ظل ظروف موجات الحر، وأن فوائد تعدد الأزواج ستصل إلى أقصى حد عندما يتم تقليل المنافسة بين الذكور. من المتوقع أن توفر النتائج رؤى حول الديناميات المعقدة للاختيار الجنسي واستراتيجيات التكاثر في مواجهة الضغط الحراري الناتج عن المناخ.
طرق البحث
في هذه الدراسة، كانت المجموعة التجريبية تتكون من خنافس من الجيل الثالث تم جمعها من ثلاثة مواقع في المملكة المتحدة بين يونيو وسبتمبر 2022. لمنع التزاوج الداخلي، تم اختيار الأفراد المتزاوجين لضمان عدم وجود سلف مشترك على مدى جيلين من التربية في المختبر. تم إيواء الخنافس بشكل فردي في حاويات شفافة تحتوي على تربة رطبة عند درجة حرارة مضبوطة تبلغ 18 درجة مئوية ودورة ضوء/ظلام لمدة 12 ساعة، مع تغذيتها بلحم البقر العضوي مرتين أسبوعيًا.
للتجربة، تم تزاوج إناث الجيل F2 مع ذكور غير مرتبطين، مما أسفر عن 56 عائلة تم اشتقاق الجيل F3 منها. تم تقسيم البيض من هذه العائلات بالتساوي بين علاجات التزاوج وموجات الحر قبل تجارب التزاوج، مما أدى إلى مجموعات تجريبية مختلفة: مجموعة التحكم للزواج الأحادي (N = 27)، مجموعة التحكم لتعدد الأزواج مع منافسة الذكور (N = 23)، مجموعة التحكم لتعدد الأزواج مع منافسة ذكور منخفضة (N = 30)، مجموعة الزواج الأحادي تحت موجة الحر (N = 29)، مجموعة تعدد الأزواج مع منافسة الذكور تحت موجة الحر (N = 26)، ومجموعة تعدد الأزواج مع منافسة ذكور منخفضة تحت موجة الحر (N = 22). تم استبعاد بعض الخنافس من التزاوج بسبب العمر أو عدم توازن نسب الجنس.
النتائج
تقدم فقرة النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود علاقة ذات دلالة إحصائية بين المتغيرات قيد البحث، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في المجموعة التجريبية مقارنة بمجموعة التحكم، مع زيادة ملحوظة في النتائج المقاسة، تم قياسها بواسطة أحجام التأثير التي تعزز قوة النتائج.
علاوة على ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين المجموعات لم تكن فقط ذات دلالة إحصائية ولكنها كانت أيضًا متسقة عبر تجارب متعددة، مما يشير إلى موثوقية النتائج. تشير تداعيات هذه النتائج إلى تطبيقات محتملة في المجال المعني، مما يستدعي مزيدًا من الاستكشاف والتحقق في جهود البحث المستقبلية. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الآليات الأساسية المعنية وتدعم الفرضيات الأولية التي طرحها الباحثون.
المناقشة
تحققت الدراسة من آثار موجات الحر ومستويات مختلفة من المنافسة بين الذكور على النجاح التناسلي وبقاء خنفساء الدفن، *Nicrophorus vespilloides*. كشفت النتائج أنه بينما أثرت موجات الحر سلبًا على بقاء كل من الذكور والإناث، إلا أنها لم تؤثر بشكل كبير على مقاييس النجاح التناسلي مثل عدد البيض المودع، حجم الفراخ، أو كتلة اليرقات عبر علاجات التزاوج المختلفة (الزواج الأحادي وتعدد الأزواج). من المثير للاهتمام أن احتمال وجود فراخ انخفض في علاج تعدد الأزواج مع منافسة ذكور منخفضة خلال ظروف موجة الحر، على عكس التوقعات بأن تقليل المنافسة سيعزز النتائج التناسلية. وهذا يشير إلى أن الإناث قد تشارك أقل في التزاوج تحت الضغط الحراري، ربما بسبب قيود فسيولوجية أو سلوكيات تزاوج متغيرة.
تسلط عدم وجود تأثيرات كبيرة لموجات الحر على النجاح التناسلي، على الرغم من الأدبيات السابقة التي تشير إلى خلاف ذلك، الضوء على تعقيد هذه التفاعلات. تفترض الدراسة أن المدة القصيرة لموجة الحر (ثلاثة أيام) قد لا تكون كافية للتأثير على صلاحية الحيوانات المنوية أو التأثير على مقاييس التكاثر كما هو موضح في دراسات أخرى مع تعرضات لموجات حر أطول. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون زيادة سلوكيات الرعاية الأبوية عند درجات حرارة مرتفعة قد خففت من الآثار السلبية المحتملة على مقاييس الفراخ. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على الحاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح الحدود الحرارية للنجاح التناسلي في *Nicrophorus vespilloides* والتداعيات البيئية لأحداث موجات الحر على استراتيجيات تزاوجها.
DOI: https://doi.org/10.1002/ece3.72778
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41635611
Publication Date: 2026-02-01
Author(s): Karendeep K. Sidhu et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Reproduction
Overview
This section examines the impact of varying intensities of intrasexual (competition among the same sex) and intersexual (mate choice between sexes) selection on the survival and reproductive success of organisms during a heatwave. The study aims to elucidate how these selective pressures interact and influence fitness outcomes in extreme environmental conditions.
Key findings indicate that heightened intrasexual competition may lead to increased mortality rates due to stress and resource depletion, while intersexual selection can enhance reproductive success by favoring traits that improve mate attraction under heat stress. The interplay between these selection types is crucial for understanding adaptive strategies in fluctuating climates, suggesting that both forms of selection play significant roles in shaping population dynamics during extreme weather events.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the increasing frequency, intensity, and duration of heatwaves attributed to climate change, which significantly affect the survival and reproductive success of various animal species. Defined as periods when daily maximum temperatures exceed the average by 5°C for over five days, heatwaves can lead to decreased reproductive success and sterility, ultimately threatening population sizes and genetic diversity. The authors highlight the role of sexual selection, particularly through polyandry—where females mate with multiple males—in potentially mitigating the negative impacts of heatwaves on reproduction. Evidence suggests that polyandry can enhance female fertility by providing access to more viable sperm, especially when male reproductive functions are compromised due to thermal stress.
The study aims to explore how varying levels of intersexual and intrasexual selection during heatwaves influence reproductive success in a cool-adapted population of burying beetles, *Nicrophorus vespilloides*. The researchers set up three experimental treatments: monogamy (no competition), polyandry with male competition, and polyandry with limited male competition. They hypothesize that polyandry will generally enhance reproductive success compared to monogamy, particularly under heatwave conditions, and that the benefits of polyandry will be maximized when male competition is minimized. The findings are expected to provide insights into the complex dynamics of sexual selection and reproductive strategies in the face of climate-induced thermal stress.
Methods
In this study, the experimental population comprised third-generation beetles collected from three locations in the UK between June and September 2022. To prevent inbreeding, mated individuals were selected to ensure no common ancestry over two generations of laboratory rearing. The beetles were housed individually in transparent containers with moist soil at a controlled temperature of 18°C and a 12-hour light/dark cycle, receiving organic beef as nourishment twice weekly.
For the experiment, F2 generation females were mated with unrelated males, resulting in 56 families from which the F3 generation was derived. The clutches from these families were divided equally between mating and heatwave treatments prior to the mating trials, leading to various experimental groups: monogamy control (N = 27), polyandry with male competition control (N = 23), polyandry with low male competition control (N = 30), monogamy heatwave (N = 29), polyandry with male competition heatwave (N = 26), and polyandry with low male competition heatwave (N = 22). Some beetles were excluded from mating due to age or imbalanced sex ratios.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are statistically significant. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the experimental group compared to the control group, with a notable increase in the measured outcomes, quantified by effect sizes that reinforce the robustness of the findings.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among groups were not only significant but also consistent across multiple trials, indicating the reliability of the results. The implications of these findings suggest potential applications in the relevant field, warranting further exploration and validation in future research endeavors. Overall, the results contribute valuable insights into the underlying mechanisms at play and support the initial hypotheses posited by the researchers.
Discussion
The study investigated the effects of heatwaves and varying levels of male competition on the reproductive success and survival of the burying beetle, *Nicrophorus vespilloides*. The findings revealed that while heatwaves negatively impacted both male and female survival, they did not significantly affect reproductive success metrics such as the number of eggs laid, brood size, or larval mass across different mating treatments (monogamy and polyandry). Interestingly, the likelihood of having a brood decreased in the polyandry treatment with low male competition during heatwave conditions, contrary to expectations that reduced competition would enhance reproductive outcomes. This suggests that females may engage less in mating under thermal stress, potentially due to physiological constraints or altered mating behaviors.
The lack of significant effects of heatwaves on reproductive success, despite previous literature indicating otherwise, highlights the complexity of these interactions. The study posits that the short duration of the heatwave (three days) may not have been sufficient to compromise sperm viability or influence reproductive metrics as seen in other studies with longer heatwave exposures. Additionally, increased parental care behaviors at elevated temperatures might have mitigated potential negative impacts on brood metrics. Overall, these results underscore the need for further research to clarify the thermal limits of reproductive success in *Nicrophorus vespilloides* and the ecological implications of heatwave events on their mating strategies.