Eine neue Studie der North Carolina State University zeigt den Verhaltensmechanismus hinter einem süßen Kakerlaken-Paarungsritual, das eine bittere Wendung nimmt und zu zurückgewiesenen Männchen führt.
Männliche Deutsche Schaben (Blattella germanica) bieten Weibchen vor der Paarung ein „Geschenk“ aus Körperausscheidungen, die Zucker und Fette kombinieren – denken Sie an die Kakerlaken-Version von Schokolade -, um die weibliche Aufmerksamkeit lange genug zu erregen und zu halten, um mit der Kopulation zu beginnen.
„Das ist ein übliches Paarungsverhalten bei Insekten und einigen anderen Tieren: Männchen machen Weibchen ein leckeres oder wertvolles Geschenk – es ist wie der Valentinstag, aber jeden Tag“, sagte Coby Schal, Blanton J. Whitmire Distinguished Professor of Entomology am NC State und Co- korrespondierender Autor des Artikels.
Die Studie zeigt jedoch, dass Frauen, die dem Einfachzucker Glukose abgeneigt sind, eine unangenehme Überraschung erleben, wenn sie ihren Speichel mit den männlichen Sekreten mischen – Speichel degradiert die süße Leckerei des komplexen Zuckers zu Glukose, die zu einer bitteren Pille wird, die das Balzritual beendet. wobei das Weibchen ohne Paarung davonhuscht.
„Wir beobachten, dass deutsche Kakerlaken, die Glukose ablehnen, dieses Hochzeitsgeschenk – und die Chance zur Paarung – ablehnen, und wollten mehr über den Mechanismus dahinter erfahren“, sagte Ayako Wada-Katsumata, leitende Forschungswissenschaftlerin am NC State und Co- korrespondierender Autor des Artikels.
Im Allgemeinen lieben Kakerlaken Zucker. Aber einige haben eine Abneigung gegen Glukose entwickelt; Wada-Katsumata veröffentlichte 2013 eine Arbeit, die den neuronalen Mechanismus hinter dieser Abneigung bei deutschen Schaben aufzeigte, ein Verhalten, das vielleicht aufgrund des Vorhandenseins des einfachen Zuckers in Kakerlakenködern, die in Häusern platziert wurden, noch ausgeprägter geworden ist. In einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2021 zeigten Wada-Katsumata und Schal, dass Kakerlakenspeichel komplexe Zucker in Glukose umwandelt.
„Die Sekrete männlicher Küchenschaben enthalten verschiedene Arten von Zucker – in diesem Fall Maltose und Maltotriose, die normalerweise von Frauen bevorzugt werden – sowie einige Fette“, sagte Wada-Katsumata. Maltose lässt sich relativ leicht in Glukose umwandeln, während Maltotriose komplexer ist und etwas länger braucht, um in Glukose abgebaut zu werden, sagte sie.
„Speichel von Kakerlaken hat eine Klasse von Chemikalien, die Zucker abbauen“, sagte Schal. „Wenn sich die Weibchen von ihrer Gabe ernähren, wird Maltose schnell in Glukose umgewandelt, und Glukose-averse Weibchen spüren einen bitteren Geschmack und hören auf zu fressen, was auch die Paarungsmöglichkeit beendet.“
Bei Erfolg locken männliche Kakerlaken Weibchen mit einer Gabe chemischer Sekrete an. Wenn sich die Weibchen von dem Leckerbissen ernähren, beginnt der Paarungsprozess. Glucose-averse Frauen werden jedoch die Szene fliehen, wenn ihr Speichel das Leckerli ungenießbar macht. Bildnachweis: Ayako Wada-Katsumata
Der Paarungsprozess bei Kakerlaken ist interessant, aber wahrscheinlich für Zweibeiner ungewohnt. Männchen nähern sich Weibchen, heben ihre Flügel und setzen Chemikalien über die Tergaldrüse auf ihrem Rücken frei. Weibchen, die vom Sekret angezogen werden, klettern auf den Rücken des Männchens und ernähren sich von dem Sekret. Während sie frisst, wird das Männchen seinen Bauch unter das Weibchen teleskopieren, sie mit einem länglichen Hakenpenis packen und sich zur Paarung in Position bringen. Dieser Balzvorgang dauert nur Sekunden; Hier könnte die schnelle chemische Umwandlung von komplexen Zuckern in einfache Zucker im Speichel die Stimmung für Glukose-averse Frauen töten. Wenn dies jedoch erfolgreich ist, führen Kakerlaken eine bis zu 90-minütige Paarungssitzung hintereinander durch, bei der das Männchen einen zweiten Penis verwendet, um ein Spermapaket auf das Weibchen zu übertragen.
In der Studie führten die Forscher verschiedene Experimente durch, um festzustellen, wie sich die Glukose-Aversion auf die Balz von Kakerlaken auswirkt. Sie fanden heraus, dass Glukose-averse Weibchen aufgrund ihrer Abneigung häufiger die Nahrungsaufnahme unterbrachen, insbesondere wenn sie von einem Wildtyp-Männchen fraßen – einem, das Glukose nicht abgeneigt war. Glukose-averse Männchen hatten oft höhere Maltotriose-Spiegel in ihren Sekreten, die sich weniger leicht in Glukose umwandelten und diesen Männchen daher mehr Zeit gaben, um mit der Paarung zu beginnen.
Die Forscher veränderten auch die Qualität des männlichen Sekrets, indem sie die Glukose- und Maltosesekrete durch Fruktose ersetzten. Glukose-averse Weibchen genossen Fruktose und ernährten sich länger davon, was zu erfolgreicheren Paarungssitzungen führte.
„Diese Studie ist ein direkter Weg, um zu zeigen, dass die Qualität der Sekretion das weibliche Verhalten und den Paarungserfolg beeinflusst“, sagte Schal. „Es gibt einen Kompromiss zwischen sexueller Selektion und natürlicher Selektion. Denken Sie an Hirsche als Beispiel. Männliche Hirsche haben Hörner, nicht für die natürliche Selektion – Hörner bringen Männchen tatsächlich in Gefahr durch Raubtiere und Jäger – sondern für die sexuelle Selektion, um Weibchen anzusprechen und zu dienen als nützliche Waffen im Wettbewerb mit anderen Männchen. In ähnlicher Weise hat sich die Tergaldrüse der Schabe entwickelt, um Weibchen im Zusammenhang mit der sexuellen Selektion anzuziehen.
„Weibchen vom Wildtyp akzeptieren die zuckerhaltigen Sekrete. Weibchen, die Glukose ablehnen, akzeptieren die Sekrete vom Wildtyp nicht, weil sie sich leicht in Glukose umwandeln. oder versuchen, sich schneller zu paaren. Kurz gesagt, das Merkmal der Glukose-Aversion hat sich unter natürlicher Selektion entwickelt, aber unter sexueller Selektion veranlasst es das Männchen, seine sexuelle Sekretion und sein Verhalten zu verändern“, sagte Wada-Katsumata.
Die Studie von 2013 informierte die Köderhersteller, keine Glukose in Ködern zu verwenden. Die Studien von 2021 erweitern diese Empfehlung auf alle Zucker, die Glukose enthalten. Köder aus Glucose, Saccharose, Maltose und anderen Zuckern werden von Glucose-aversen Kakerlaken ignoriert. Je mehr Kakerlaken mit Glukose-Aversion überleben, desto mehr wird diese Eigenschaft weitergegeben.
„Wir befinden uns ständig in einem evolutionären Kampf mit Kakerlaken“, sagte Schal. „Die Evolution kann in der städtischen, menschlichen Umgebung enorm beschleunigt werden, weil die Selektionskraft, die Insekten auferlegt wird, besonders in Häusern, so intensiv ist.“
Die Studie erscheint in Naturkommunikationsbiologie. Postdoktorand Eduardo Hatano, Ph.D. Die Studentin Samantha McPherson und Jules Silverman, Charles G. Wright Distinguished Emeritus Professor of Entomology, waren Co-Autoren der Abhandlung.
„Schnelle Entwicklung eines adaptiven Geschmackspolymorphismus stört das Balzverhalten“, Kommunikationsbiologie (2022). DOI: 10.1038/s42003-022-03415-8