Die klassische Definition einer biologischen Spezies ist die Fähigkeit, innerhalb seiner Gruppe zu züchten, und die Unfähigkeit, außerhalb züchten. Zum Beispiel die Zucht ein Pferd und ein Esel in einer Live- Maultier Nachkommen führen , aber Maultiere sind fast immer steril durch genomische Inkompatibilitäten zwischen den beiden Spezies .
Die überwiegende Mehrheit der Zeit, Paarung zwischen den Arten ist in der Herstellung von Nachkommen lediglich erfolglos. Doch wenn Forscher an der University of Maryland und der University of Toronto gepaart Caenorhabditis Fadenwürmer der verschiedenen Arten , stellten sie fest , dass die Lebensdauer der weiblichen Würmer und deren Anzahl der Nachkommen wurden drastisch reduziert , verglichen mit Frauen , die mit der gleichen Art geschätzt. Darüber hinaus Frauen, die speziesübergreifende Paarung überlebten, waren oft steril , auch wenn sie später gepaart mit ihrer eigenen Art .
Wenn die Forscher beobachteten die sterile und sterbenden weiblichen Würmer unter dem Mikroskop mit einem Fluoreszenzfarbstoff , Spermien im Live- Würmer sichtbar zu machen, entdeckten sie, dass die fremde Spermien hatte durch den Schließmuskel der des Wurms Gebärmutter brochen und drangen in die Eierstöcke. Es ist die Spermien vorzeitig befruchtet die Eier , die dann nicht mehr in lebensfähige Nachkommen entwickeln waren . Die Spermien schließlich zerstört die Eierstöcke , was zu Sterilität. Die Spermien reiste dann weiter im ganzen Körper des Wurms , was zu Gewebeschäden und Tod.
"Unsere Ergebnisse waren sehr überraschend, weil Frauen in der Regel wählen Sie einfach Sperma von Männern der eigenen Art bei der Befruchtung , eine Aktion, die nicht die langfristige Folgen haben wird , weil es keine Genfluss zwischen den Arten ", sagte Asher Cutter , Associate Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Universität von Toronto.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, die Interaktion zwischen Spermien und weiblichen Genitaltrakt als neuartige Grund gescheitert Paarung in Würmern, bemerkt Eric Haag , Associate Professor für Biologie an der UMD . "Die Ergebnisse können eine Untersuchung wert in anderen Spezies als auch , weil ähnliche Koordinationsprobleme können relevant sein Unfruchtbarkeit in anderen Organismen , "fügte er hinzu .
Die Studie, die von Doktoranden Gavin Woodruff von UMD und Janice Ting von der University of Toronto geführt wurde , veröffentlicht am 29. Juli 2014 in der Open-Access- Zeitschrift PLoS Biology .
Die Forscher glauben, dass die "Killer- Sperma " kann das Ergebnis einer Divergenz in der Entwicklung der Geschlechtsorgane Wurmarten " zu sein - insbesondere die Fähigkeit der Spermien , physisch miteinander konkurrieren. Wenn eine weibliche Wurm Kollegen mit mehreren Männern , die Spermien stoßen einander , im Wettbewerb um den Zugang zu den Eiern. Weiblich Würmer " Körper muss in der Lage , diesen Wettbewerb zu überleben und Nachkommen zu produzieren standhalten. Die Wissenschaftler nehmen an, dass die Aggressivität der Spermien und die Fähigkeit des Uterus , die Spermien tolerieren gleich sind innerhalb einer Art , aber nicht über mehrere Arten. Somit kann eine weibliche aus einer Spezies mit weniger aktiven Spermien nicht in der Lage , die aggressive Spermien von einer anderen Spezies zu tolerieren.
Es gibt Beweise für diese Theorie . In der aktuellen Studie , drei Arten von Würmern Zwitter - waren besonders anfällig für Sterilität und Tod , wenn sie mit Männern anderer Arten gepaart - die ihre eigenen Spermien produzieren und zu befruchten ihre eigenen Eier zu reproduzieren . Die Zwitter Gebärmutter kann entwickelt haben, um " sanftere " Sperma tolerieren , aber nicht die größere, aktive Spermien nicht- Zwitter Arten, so die Forscher .
" Wir fanden, dass Zwitter spüren und versuchen zu vermeiden , Männchen der Spezies, die Menschen schaden kann ", so Haag .
Diese Instanz von tödlichen Quer Arten Paarung ist von besonderem Interesse für Evolutionsbiologen , Haag Notizen , denn es ist unklar, wie die vielen Millionen Arten auf der Erde bleiben, sich deutlich voneinander unterscheiden .
" Bestrafung Quer Arten Paarung von Sterilität oder Tod würde ein leistungsfähiges evolutionären Weg, um eine Artengrenze zu halten ", sagt Haag .
Allerdings lässt die Evolution der Regel ein paar Überlebende hinter , auch in den widrigsten Bedingungen . Die Forscher hatten zuvor festgestellt, dass die schädlichen Kreuzungen zwischen Arten, dennoch können einige lebensfähige Nachkommen zu erzeugen . Haag plant, auf dieser Studie Follow-up durch die Untersuchung , wie diese Hybrid- Würmer verhalten, wenn sie auf verschiedene Arten gezüchtet.