A transcriptomic investigation of handicap models in sexual selection
A transcriptomic investigation of handicap models in sexual selection
复制标题
性选择障碍模型的转录组学研究
DOI：
10.1007/s00265-012-1442-0
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发表时间：
2012
影响因子：
2.3
通讯作者：
Wenzel M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wenzel M
障碍模型将第二性装饰的进化与生理成本联系起来，从而为性选择中的信号诚实提供了一种机械解释。两个常用的模型，免疫功能障碍假说(ICHH)和氧化应激障碍假说(OSHH)，提出了睾酮抑制免疫活性或增加氧化应激，但这两个模型的经验证据都是有争议的，并且基于形态和生理分析。在这里，我们利用微阵列在基因转录水平上对这两个模型进行了研究，以量化红松鸡盲肠、脾和肝脏组织对睾酮水平的实验性操作的转录反应。我们使用生物遗传学框架来识别与免疫功能和对活性氧物种的反应相关的基因，并研究了在有或没有寄生虫的鸟类中，转录水平是如何在实验上增加的睾酮水平下发生变化的。与我们的预期相反，睾丸激素对脾和肝脏的基因转录几乎没有影响。少数基因在盲肠中有明显的差异调控，虽然它们的功能和转录变化与ICHH一致，但我们发现OSHH几乎没有支持。在有寄生虫的情况下，更多的基因对睾酮做出反应，而不是在没有寄生虫的情况下，这表明障碍机制可能是上下文相关的，在存在不利的环境条件时更加明显。这些发现说明了转录学在研究障碍模型中的作用，表明经典模型可能不是障碍机制的基础，并表明涉及不同中介和生理系统的新的新兴模型应该得到检验。
Handicap models link the evolution of secondary sexual ornaments to physiological costs and thus provide a mechanistic explanation for signal honesty in sexual selection. Two commonly invoked models, the immunocompetence handicap hypothesis (ICHH) and the oxidative stress handicap hypothesis (OSHH), propose suppression of immunocompetence or increase of oxidative stress by testosterone, but empirical evidence for both models is controversial and based on morphological and physiological assays. Here, we investigated these two models on the gene transcription level using microarrays to quantify the transcriptomic response of red grouse (Lagopus lagopus scoticus) caecal, spleen and liver tissues to experimental manipulation of testosterone levels. We used ageneontologyframework to identify genes related to immune function and response to reactive oxygen species and examined how transcription levels changed under experimentally increased testosterone levels in birds with parasites present or absent. Contrary to our expectations, testosterone had virtually no effect on gene transcription in spleen and liver. A small number of genes were significantly differentially regulated in caecum, and while their functions and transcription changes are consistent with the ICHH, we found little support for the OSHH. More genes responded to testosterone in the presence rather than absence of parasites, suggesting that handicap mechanisms may be context dependent and more pronounced in the presence of adverse environmental conditions. These findings illustrate the utility of transcriptomics to investigating handicap models, suggest that classic models may not underlie the handicap mechanism, and indicate that novel emerging models involving different mediators and physiological systems should be examined.
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