Insectenvrouwtjes met een penis ontdekt

Onderzoekers hebben vier soorten insecten ontdekt die in droge grotten in Brazilië leven, zich voeden met uitwerpselen van vleermuizen, en die een "evolutionaire nieuwigheid" hebben. De vrouwtjes hebben namelijk een ingewikkeld penisachtig orgaan, terwijl de mannetjes een vagina-achtige opening hebben, waar de vrouwtjes hun orgaan in steken gedurende de paring die 40 tot 70 uur kan duren.
Het gynosoom van een vrouwelijke Neotrogla-vlieg.

Twee partners uit elkaar halen gedurende de seks is over het algemeen geen goed idee, maar toen de entomoloog Kazunori Yoshizawa van de universiteit van Hokkaido twee pas ontdekte insecten bij de daad betrapte, haalde hij ze toch uiteen, in het "belang van de wetenschap". Toen hij hun kleine doorschijnende lichaampjes uit elkaar haalde, bleek dat de penis zo stevig vastzat in het andere insect dat zijn achterlijf loskwam in plaats van de penis. 

Nu komt het bij insecten wel meer voor dat zij ingewikkelde en vreemde geslachtsdelen hebben, maar wat deze penis wel erg bijzonder maakte, was dat hij niet van het mannetje was.Yoshizawa had een soort ontdekt waarbij de penis aan het vrouwtje toebehoort en het mannetje een soort vagina heeft. Tot nu toe is het de enige soort die ooit ontdekt is met dergelijke geslachtsdelen. 

Gynosoom

De vier insectensoorten, van het geslacht Neotrogla, werden enkele jaren geleden ontdekt in een grot in Brazilië door bioloog Rodrigo Ferreira van de universiteit van Lavras in Brazilië. De insectjes zijn erg klein, 2,7 tot 3,7 millimeter, en zien er op het eerste zicht uit als vliegjes. Aangezien Ferreira een specialist is in de ecologie van grotten en niet in insecten, stuurde hij ze naar entomoloog, een specialist in insecten, Charles Lienhard in Geneve.

Lienhard bestudeerde de insecten en ontdekte als eerste de vrouwelijke penis, wat leidde tot de huidige publicatie. Lienhard,  Yoshizawa en hun team hebben hun bevindingen gepubliceerd in Current Biology. De onderzoekers moesten een naam bedenken voor het orgaan en noemden het een gynosoom. 

Investering

Het insectenrijk telt vele voorbeelden waarin de geslachtsgebonden rollen omgekeerd worden en de mannetjes het grootste deel van de investering in het beschermen en voeden van de jongen op zich nemen. Bij sommige soorten geeft het mannetje een voedzaam hapje aan het vrouwtje voor de paring, als compensatie voor de energie die het vrouwtje in het produceren van de eieren heeft gestoken. Maar bij sommige soorten, zoals de Dansvliegen en de Schorpioenvliegen, zijn de rollen omgekeerd en is het het vrouwtje dat het mannetje een bruidsgift geeft, omdat het mannetje het meeste tijd en energie besteedt aan de nakomelingen, van zodra de eieren gelegd zijn.

Deze omkering kan vreemde effecten hebben op de evolutie van de geslachtsdelen. Bij soorten met de gewone geslachtsgebonden rollen, produceren de mannetjes grote aantallen kleine gameten, geslachtscellen, wat hen de gelegenheid geeft om meer nakomelingen te hebben dan de vrouwtjes. Dat betekent dat de mannetjes wedijveren voor een schaars goed, de vrouwtjes, en de druk van de seksuele selectie is daardoor groter op de mannetjes, wat bijdraagt aan de vreemde verscheidenheid van de mannelijke geslachtsdelen. De vrouwelijke geslachtsorganen hebben de neiging om meer homogeen te zijn.

Bij de pas ontdekte Neotrogla-soorten echter, gebruiken de vrouwtjes hun gynosoom om een voedzame vloeistof die sperma bevat te ontvangen uit de vagina-achtige opening van de mannetjes. Het gynosoom wordt ingebracht bij het mannetjes als het nog slap is en wordt dan stijf. Door de erectie zetten stekels op de buitenkant van het gynosoom zich vast in het mannetje.

Die stekels staan het vrouwtje toe om het mannetje te dwingen te blijven paren. Als het mannetje zich te vroeg zou losrukken, of als een onachtzame entomoloog het in zijn plaats doet, zouden ze ernstige schade toebrengen. Daardoor controleert het vrouwtje het gehele paringsproces dat tussen 40 en 70 uur kan duren. Entomoloog Yoshizawa noemt het gynosoom dan ook het "ultieme instrument om de paring te controleren".

CLAUDE NURIDSANY & MARIE PERENNOU/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Gedwongen copulatie is niet alleen een manier voor de vrouwtjes om hun genen te verspreiden. In de barre omgeving van de grotten, kan voedsel moeilijk te vinden zijn, wat de voedzame zaadvloeistof van de mannetjes meer waardevol maakt. Dat verhoogt de druk op de vrouwtjes om vroeg en vaak te paren. Hoewel de mannetjes profiteren doordat ze nakomelingen krijgen, moeten ze wel de kosten betalen voor het produceren van de voedingsstof voor de vrouwtjes, waardoor ze mogelijk minder geneigd zijn om een seksuele partner te zoeken. Op die manier is het gynosoom een manier voor het vrouwtje om niet enkel seks maar ook een maaltijd te verkrijgen.

Penetrerend orgaan

Het is het eerste duidelijke voorbeeld waarbij het vrouwtje het penetrerend orgaan bezit in plaats van het mannetje, zeggen de auteurs, en Neotrogla is het enige geslacht waarvan geweten is dat het een gynosoom bezit.

De auteurs wijzen er op dat er andere soorten bestaan met organen die vaagweg lijken op een gynosoom. De vrouwtjes van bepaalde soorten mijten, de Astigmatina, hebben een lange genitale buis die ze gebruiken om sperma te ontvangen, en vrouwelijke kevers van de Scirtida-familie hebben een genitale buis die ze binnenste buiten kunnen keren. Het verschil tussen die vormen en het gynosoom, is echter dat het gynosoom zich kan verankeren in het mannetje, wat de andere organen niet kunnen.

Wetenschappers hebben nog maar een klein deeltje gezien en bestudeerd van de vreemde collectie aan seksuele gedragingen in het dierenrijk, en insecten waarbij de vrouwtjes een penis hebben, kunnen helpen om cruciale vragen over seksuele selectie te beantwoorden. Daarvoor is het echter nodig dat onderzoekers erin slagen om Netrogla te kweken in hun laboratoria, wat inhoudt dat ze de parende vliegjes niet uit elkaar mogen halen maar integendeel de natuur haar gang moeten laten gaan. 

Meest gelezen