Mezidruhová kompetice spermií jeseterovitých ryb

Bc. Hana ŠACHLOVÁ

Master's thesis

Interspecific sperm competition in sturgeon

Abstract:

Jeseterovité ryby (řád Acipenseriformes) vykazují značnou náchylnost k mezidruhové hybridizaci. Vlivem antropogenních zásahů v povodí řek může docházet k překrytí doby a místa jejich přirozeného výtěru. Různé druhy jeseterů se pak snadněji zapojují do společné reprodukce, čímž se zvyšuje pravděpodobnost setkání heterospecifických gamet. V takovýchto případech mohou pro prevenci nepřirozené mezidruhové hybridizace hrát významnou roli prezygotické post-kopulační reprodukční bariéry zahrnující kompetici spermií a skrytou volbu samic. Cílem této práce bylo objasnit úlohu kompetice spermií a skryté volby samic při mezidruhové hybridizaci jesetera malého (Acipenser ruthenus) a jesetera sibiřského (Acipenser baerii). U vytvořených skupin byly sledovány hlavní reprodukční ukazatelé (oplozenost, líhnivost), které se mezi experimentálními a kontrolními skupinami výrazně nališily. Následovně byla u vzniklého potomstva provedena detailní analýza rodičovství pomocí mikrosatelitních a mitochondriálních DNA markerů. Po přiřazení otcovství bylo zjištěno, že spermie jesetera malého byly při kompetici spermií výrazně úspěšnější než spermie jesetera sibiřského, a to bez ohledu na druhový původ oplozovaných jiker. Celkový reprodukční úspěch samců jesetera malého byl 78,9 % a jesetera sibiřského 21,1 %. Naopak, pokud nebyly spermie v kompetici, vykazovaly oba druhy shodný reprodukční úspěch, a to jak při opození konspecifických, tak i heterospecifických jiker. V případě, kdy byly jikry obou studovaných druhů smíchány a osemeněny spermatem každého druhu zvlášť, se ukázalo, že jikry žádného ze studovaných druhů neměly tendenci přitahovat konspecifické spermie. Pravděpodobně tak neexistují žádné post-kopulační reprodukční bariéry na úrovni gamet, které by mezidruhé hybridizaci jesetera malého a jesetera sibiřského zabraňovaly.

Abstract:

Sturgeon species (order Acipenseriformes) are prone for interspecific hybridization. Anthropogenic activities in river basins influence sturgeon reproduction by destruction of their natural spawning grounds. Consequently, spawning areas, as well as the time of spawning of sturgeon species overlap and different sturgeon species reproduce concurrently. This increases the probability of meeting of heterospecific gametes and pre-zygotic postcopulatory reproductive barriers, comprising of sperm competition and cryptic female choice, may play an important role in preventing undesirable interspecific hybridization. The goal of this study was to evaluate the role of interspecific sperm competition and cryptic female choice during interspecific hybridization of sterlet (Acipenser ruthenus) and Siberian sturgeon (Acipenser baerii). Reproductive characteristics (fertilization rate and hatching rate) were described in each of experimental and control groups showing similar values for competitive and non-competitive trials. Parentage assignment was performed in hatched larvae using combination of mitochondrial DNA and microsatellite DNA markers. Obtained results revealed higher fertilization success of sterlet spermatozoa, when these competed for fertilization with spermatozoa of Siberian sturgeon. Total reproductive success of starlet spermatozoa was 78.9 % and Siberian sturgeon 21.1 %. Contrary, when spermatozoa did not compete for fertilization, males of analysed species showed equal fertilization success. In the trials, where eggs of both studied species were mixed and fertilized by sperm from each species separately, eggs of any species did not show a tendency to bias fertilization by spermatozoa of conspecific males. Probably, there are no pre-zygotic postcopulatory reproductive barriers that prevent interspecific hybridization of sterlet and Siberian sturgeon at the gametic level.

Keywords

jeseter sibiřský, jeseter malý, mezidruhová hybridizace, skrytá volba samic, postkopulační sexuální výběr

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 5. 2016

Accessible from:: 26. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miloš Havelka, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Master programme / field:
Zootechnics / Fishery