Evolutionary consequences of producing competitive ejaculates: insights from an artificial selection study for sperm production on Poecilia reticulata

The aim of my study was to investigate the maintenance of variability for sperm production in the guppy, P. reticulata. Sperm number, which is the main determinant of SC outcome in the Trinidadian guppy population studied in my lab, shows high additive genetic variance despite strong directional selection and very high sire heritability and stronger condition dependence than other ejaculate traits; furthermore, multiply mated females produce higher quality offspring, suggesting that sperm c ompetition, and hence sperm number, may mediate genetic benefits to the female. To clarify the evolutionary processes associated with sperm allocation, I used bi-directional artificial selection for sperm production to 1) estimate the genetic correlations between sperm production and other sexually and naturally selected traits in both males and females; 2) investigate whether sperm production is associated with the rate of senescence and longevity; 3) estimate the contribution of partially recessive deleterious mutations to phenotypic variation in sperm production

Lo scopo di questa tesi è quello di valutare, in una specie nella quale sono noti in modo dettagliato i meccanismi di selezione sessuale pre- e postcopulatoria, le conseguenze evolutive dell’investimento maschile nella produzione di spermi, il principale carattere che predice il successo di competizione spermatica in questa specie. Considerazioni teoriche suggeriscono che l'allocazione differenziale in caratteri pre e post-copulatori costituisca un constraint evolutivo cruciale nell’ambito della selezione sessuale. A dispetto di questo mancano studi nei quali l’analisi di questi gruppi di caratteri sia valutata contemporaneamente in modo integrato. A questo scopo è stato effettuato un esperimento di selezione artificiale bidirezionale per la produzione spermatica al fine di: 1) Determinare se la selezione artificiale per la produzione di spermi ha un effetto correlato sull’espressione degli altri caratteri post-copulatori (velocità, vitalità e morfologia degli spermi). 2) Determinare se la selezione artificiale per la produzione di spermi ha un effetto correlato sull’espressione dei caratteri pre-copulatori, in particolare del pattern di colorazione del maschio, del comportamento sessuale e del grado di preferenza esercitato dalle femmine sul maschio. 3) Determinare se la selezione artificiale per la produzione di spermi ha un effetto correlato sulla fitness non riproduttiva del maschio, stimata sul tasso dl accrescimento, sulla taglia a maturità, e sulla sopravvivenza. 4) Determinare se la selezione artificiale per la produzione di spermi ha un effetto correlato sulla fitness delle femmine. A questo scopo sarà determinato il tasso di accrescimento, la fecondità e la condizione nelle femmine. 5) Determinare se un maggior investimento riproduttivo in età giovanile comporta dei costi in età avanzata a causa di una maggior senescenza e una ridotta longevità. 6) Determinare se una maggior produzione di spermi riflette una maggior qualità genetica del maschio attraverso un minor carico di mutazioni recessive deleterie espresse in importanti caratteri della fitness sia maschile (produzione di spermi, colorazione corporea, condizione) che femminile (fecondità), portate in omozigosi attraverso un esperimento di inbreeding sulle linee selezionate artificialmente