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Sperm morphology, scent marking behavior and ultrasonic vocalizations in the context of sperm competition in house mice
Felix Gantenbein
Kerstin E Auer
Dustin J. Penn
Kerstin E. Auer
Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020
Das Prinzip der “sperm competition“ beschreibt den Wettbewerb zwischen den Spermien zweier oder mehr männlicher Individuen um die Befruchtung der Eizellen eines weiblichen Individuums und stellt eine Grundlegende Theorie im Wettrüsten auf dem Gebiet des sexuellen Konflikts dar. Um sich einen Vorteil gegenüber Mitbewerbern zu verschaffen, entwickeln männliche Mäuse Anpassungsstrategien, die zur Evolution sexueller Merkmaler führen, die mit dem Reproduktionserfolg während der sexuellen Selektion im Zusammenhang stehen. Spermien Morphologie, Markierungsverhalten und die Emission von Lautäußerungen im Ultraschall-Bereich (USV) zählen zu diesen Merkmalen und sind möglicherweise dem Äußeren Einfluss unterlegen. In dieser Studie haben wir männliche Mäuse unterschiedlicher genetischer Qualität (Inzucht oder Auszucht) im Rahmen eines Experiments unterschiedlichen Graden an „sperm competition“ ausgesetzt, um Veränderungen verschiedener morphologischer Spermienparameter (Kopflose Spermien/Ejakulat, Breite des Spermienmittelstücks, Spermienkopf -breite, -länge und -elongation) beziehungsweise im Markierungs- und Gesangverhalten zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass die genetische Qualität der Männchen einen Einfluss auf die Anzahl an abnormalen Spermien haben könnte und darüber hinaus, dass es keinen signifikanten Behandlungs-Effekt gibt oder die genetische Qualität einen Einfluss hat im Bezug auf die restlichen gemessenen Spermienparameter. Außerdem konnten wir zeigen, dass sich die Reaktionen der männlicher Mäuse im Markierungsverhalten auf weibliche Geruchsnoten signifikant von Reaktionen auf männliche Gerüche unterscheiden und es eine teilweise stärkere Reaktion in den Behandlungsgruppen gibt, die einem höheren Maß an „sperm competition“ ausgesetzt waren. Obwohl die generierten Ergebnisse im Kontext dieser Arbeit keinen soliden Beweis liefern konnten für einen deutlichen Unterschied zwischen den untersuchten Behandlungen, bleiben noch einige Fragen offen, die weitere Forschung auf diesem Gebiet erfordern für deren Aufklärung.
Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2020
The concept of sperm competition describes the competition between the sperm of two or more males for fertilization of the same set of ova and represents an underlying theory for the arms race in the field of sexual conflict. To gain an advantage over competitors, male mice develop adapta-tion strategies that lead to the evolution of sexual traits linked to reproductive success during sexual selection. Sperm morphology, scent marking behavior and the emission of USVs are among those traits and are possibly susceptible to change under the influence of external factors. In this study, we conducted an experiment on male house mice of varying genetic background (either inbred or outbred controls) and perceived risk of sperm competition (“low risk” versus “high risk”) and assessed the effects on morphometric sperm parameters (Loose head ratio, midpiece width, head width, head ARC and head elongation), expression of scent marking behavior and emission of USV. The results hinted, that genetic status could have an influence on the number of abnormal sperm per ejaculate, but furthermore showed, that there is no significant difference between the two treatment groups or genetic statuses when looking at all the other measured morphometric parameters. Scent marking behavior analysis revealed a significantly higher re-sponse rate to female bedding stimulation compared to male bedding stimulation and partially higher scent marking expression in “high risk” treatment mice, while the small sample size of the USV data prohibited decisive assumptions. Future, possibly long-term studies are required to test, if and to what degree sperm competition influences male sperm morphology and the production of secondary sexual traits.
Englisch
2020
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