Reproduktion

Bei verstopften Skorpionen leiden Frauen reproduktiv. Männer, nicht so sehr. | Wissenschaft

Angesichts eines Raubtiers entscheiden sich einige Tiere für den Kampf. Andere fliehen. Einige wenige brechen sich in Stücke.

Bestimmte Skorpione sind wie viele Eidechsen in der Lage, bei einem Raubüberfall einen Teil ihres Schwanzes abzubrechen. Im Gegensatz zu Eidechsen haben diese Skorpione jedoch eine besondere Anatomie, bei der sich ihr Anus in der Nähe ihres Stachels am Ende des Schwanzes befindet. Wenn also ein Skorpion seinen Schwanz abbricht, hat dies einen schrecklichen Preis. Der Skorpion verliert seine Fähigkeit zur Defäkation und sorgt in den folgenden Monaten für einen langsamen Tod durch Verstopfung.

Aber während die Tage eines Stumpfschwanzskorpions gezählt sind, Studie stellt fest, dass der Verlust des Schwanzes bei männlichen Skorpionen anscheinend nur geringe Fortpflanzungskosten verursacht. Frauen haben jedoch nicht so viel Glück.





In der im Januar online veröffentlichten Zeitung in Amerikanischer Naturforscher , untersuchten Forscher die von der Skorpionart gezahlte Fortpflanzungsstrafe Ananteris balzani wenn es seinen Schwanz verliert. Diese kleinen südamerikanischen Spinnentiere haben eine hellbraune Farbe, zarte Zangen und einen Stich, der etwas weniger schmerzhaft ist als eine Biene, so die Hauptautorin der Zeitung, Solimary García-Hernández, die aus Erfahrung weiß. Sie sind süß, sagt sie. Und sie sind wirklich schnell, was bei Skorpionen nicht sehr häufig vorkommt.

Es fehlt sogar ein etablierter gebräuchlicher Name, Ananteris ist seit langem wenig erforscht und kaum verstanden. García-Hernández begann zunächst zu studieren Ananteris Anfang 2011 in der Graduiertenschule und fand sogar eine neue Art im Garten ihrer Eltern, die sie nannte Ananteris solimariae .



Es war eine große Überraschung im Jahr 2015, als sie als Teil eines größeren Forschungsteams herausfand, dass Ananteris Skorpione können ihre Schwänze abwerfen. Autotomie – der Prozess, einen Körperteil fallen zu lassen, um einem Raubtier zu entkommen – war bis dahin bekannt, dass sich nur eine Handvoll Tierlinien wie Seesterne, Spinnen und bestimmte Eidechsen entwickelt hatten. Aber während eine Eidechse, die ihren Schwanz abwirft, ihren Preis zahlt – sie hat kein Anhängsel mehr, um Fett zu speichern, und die Fortbewegung ist beeinträchtigt –, ist die bloße Selbstamputation kaum ein Todesurteil. Nicht so für die verstopften Skorpione Brasiliens. Über einen Zeitraum von Monaten füllt sich der winzige Verdauungstrakt des Skorpions mit Kot, wodurch der Skorpion sichtbar anschwillt. Ungefähr acht Monate nach dem Verlust seines Schwanzes stirbt der Skorpion.

Verstopfter Skorpion

Der Bauch eines Skorpions, der seinen Schwanz verloren hat, zeigt die Ansammlung von Kot (weißes Material) in seinem Verdauungstrakt. Dieser Skorpion wird irgendwann an Verstopfung sterben.(Johannes Alexander Uribe, @JohnUribePhotos )

Das Verhalten war so extrem seltsam, dass ich dachte, ich würde die Auswirkungen wirklich gerne besser verstehen, sagt García-Hernández. Also entwarf sie ein Experiment, um zu testen, welche Kosten einem Stumpfschwanzskorpion im Laufe seines Lebens nach dem Schwanz auferlegt werden. Von besonderem Interesse war, wie sich der Verlust des Schwanzes auf die Fortpflanzungsfähigkeiten des Skorpions auswirkte.



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Um dies zu testen, sammelten García-Hernández und ihr Team von der Universidade de São Paulo zunächst knapp 150 Skorpione aus der brasilianischen Savanne. Als nächstes veranlasste sie etwa die Hälfte der Skorpione, ihren Schwanz abzuwerfen. In freier Wildbahn können die Skorpione bei einer Begegnung mit einem hungrigen Vogel oder Nagetier ihren Schwanz verlieren. Aber im Labor lag es an García-Hernández, der mit einer kleinen Pinzette sanft an ihnen zog.

Das Team organisierte dann eine Reihe von Paarungen zwischen Stumpfschwanz- und intakten Skorpionen. García-Hernández sagte voraus, dass autotomisierte männliche Skorpione bei der Paarung weniger erfolgreich sein würden als ihre voll ausgestatteten Gegenstücke, da der Schwanz eine wichtige Rolle in ihrem komplizierten Paarungsritual spielt.

Um die zu starten Balztanz , die Männchen mögen Schwanzwedeln, erklärt García-Hernández. Wenn das Weibchen empfänglich ist, lässt sie das Männchen ihre Zange greifen und sie beginnen den Tanz. Während dessen zu zweit laufen , beide Skorpione stehen sich gegenüber, Zangen ineinander gesteckt, Tango durch die Savanne hin und her, manchmal sogar in einer Art Skorpionkuss die Mundwerkzeuge ineinander greifen. Der Tanz kann Stunden dauern. Schließlich legt das Männchen eine Spermatophore auf dem Boden ab und schiebt das Weibchen mit seinem Schwanz als Anker abrupt nach vorne über das Spermapaket, das an ihrer Genitalöffnung einrastet.

Aber trotz der offensichtlichen Bedeutung des Schwanzes während dieses Paarungstanzes sowohl für das Schwanzwedeln als auch für das Schieben des Weibchens, fanden García-Hernández und ihr Team, dass autotomisierte Männchen bei der Paarung genauso effektiv waren wie ihre intakten Landsleute. Durch die Analyse von Videoaufnahmen der Skorpione, die sich im Labor paaren, stellte das Team fest, dass autotomierte Männchen genauso lange brauchten wie intakte Männchen, um sich zu paaren und genauso in der Lage waren, ihr Sperma abzugeben und auf das Weibchen zu übertragen. Wir dachten, dass die Männchen nach der Autotomie keine Chance haben, so gut wie intakte Männchen zu sein, sagt García-Hernández. Aber es stellte sich heraus, dass diese männlichen Amputierten für die Frauen vollkommen charmant waren. Sie wedelten und schubsten einfach mit ihrem Stumpf.

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Als das Team jedoch die Reproduktionskosten untersuchte, die von Stumpfschwänzigen Weibchen bezahlt werden, war die Geschichte eine andere. Sie fanden heraus, dass schwanzlose Weibchen, obwohl sie sich erfolgreich paaren konnten, 20 Prozent weniger Nachkommen hatten als intakte Weibchen.

Der Grund für diesen Unterschied? Die fünfmonatige Skorpionschwangerschaft bietet den Weibchen viel Zeit, um immer mehr Verstopfung zu bekommen, sagt García-Hernández. Sie vermutet, dass die Ansammlung von Kot, die durch den Verlust des Anus verursacht wird, entweder für die Embryonen giftig ist oder dass der Kot die sich entwickelnden Skorpione einfach verdrängt. Diese letztere Hypothese wird durch die Tatsache gestützt, dass ein stark verstopfter Skorpion 30 Prozent mehr wiegen kann als vor dem Verlust des Schwanzes. Im Vergleich dazu entspricht das einer 150 Pfund schweren Person, die 45 Pfund Kotgewicht zunimmt.

Zachary Emberts, ein Autotomie-Experte an der University of Arizona, der nicht an der Studie beteiligt war, sagt, das Papier sei ein wichtiger Schritt nach vorne für die Autotomie-Forschung.

Die Frage, die sie in dieser Studie stellen, ist, wie kostspielig dieses Verhalten ist, sagt Emberts. Es scheint wirklich teuer zu sein, nur für den Nennwert – Sie verlieren einen Teil Ihres Körpers. García-Hernández fand jedoch heraus, dass das Verhalten, so extrem das Verhalten auch ist, in der hundefressenden Welt der Evolution sinnvoll ist. Ein Skorpion, der seinen Schwanz fallen lässt, entgeht dem Fressen und hat die Chance, wenn auch nur für einige Monate, seine Gene weiterzugeben.

Angesichts der unterschiedlichen Kosten zwischen männlichen und weiblichen Skorpionen würde man erwarten, dass Weibchen eher zurückhaltend sein sollten, ihren Schwanz fallen zu lassen. In der Tat, in einem früheren Studie , fanden García-Hernández und ihre Kollegen genau das. Während simulierter Raubüberfälle ließen männliche Skorpione ihren Schwanz in 88 Prozent der Fälle fallen, während Weibchen sie nur in 20 Prozent der Zeit fallen ließen. Dieser Unterschied zwischen den Geschlechtern macht jetzt Sinn: Weibchen zahlen höhere Kosten für den Verlust ihres Schwanzes.

Von allen Formen des Abwehrverhaltens bei Tieren könnte die Autotomie die kühnste sein. Wenn man darüber nachdenkt, ist es ein ziemlich extremes Verhalten, sagt Emberts. Organismen opfern einen Teil ihres Körpers, um zu überleben. Für Skorpione ist die Schwanzautotomie noch strafbarer. Ein Skorpion, der vom Tod ertappt wurde, opfert seine Fähigkeit, für den Rest seines Lebens zu entleeren, im Austausch für ein paar Monate geliehener Zeit. Aber wenn der Skorpion seinen Faden, wie auch immer flüchtig, verlängert, hat er die Chance, seine Abstammung fortzusetzen.

García-Hernández hofft, neue Fragen zur Autotomie zu testen, etwa wie das Abwehrverhalten unter natürlichen Bedingungen mit echten Raubtieren funktioniert. Und sie hofft, dass diese Arbeit weitere Forschungen zu dieser in Lateinamerika verbreiteten Skorpiongattung anregt. Es gibt viele Dinge, die in unserer Welt passieren, an die wir nie denken, sagt sie. Sie können mit Tieren, die Sie in Ihrem Garten haben, etwas über Wissenschaft lernen. Sie können neugierig sein. Sie können nach neuen Antworten suchen.





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