El pene del escarabajo tortuga de cardo es tan largo como el escarabajo en sí. Algo que inicialmente suena emocionante, puede ser complicado durante el apareamiento. Esto se debe a que las hembras también tienen un órgano sexual hiper alargado, que además tiene una forma retorcidaEl Dr. Yoko Matsumura, el Dr. Alexander Kovalev y el profesor Stanislav Gorb del Instituto de Zoología de la Universidad de Kiel han investigado cómo la reproducción del escarabajo puede tener éxito. Informes científicos , los investigadores informan sobre las propiedades mecánicas específicas del pene, que son más adecuadas para la propulsión hacia la mujer, y llegan a nuevas conclusiones sobre la selección sexual.
Los machos y las hembras prefieren ciertas parejas sexuales sobre la base de varios criterios externos. En términos evolutivos, esta selección tiene una gran influencia en la forma y apariencia de las criaturas. Este efecto se vuelve particularmente notable en la forma de los órganos sexuales. Sin embargo,La investigación previa en este campo se concentró más en la apariencia de los órganos y menos en su función biomecánica, utilizando los órganos sexuales muy distintivos de los escarabajos tortuga cardo macho y hembra Cassida rubiginosa , los investigadores de la Universidad de Kiel han podido investigar la mecánica del sistema reproductivo masculino y femenino por primera vez.
En primer lugar, la investigadora de posgrado Yoko Matsumura observó los genitales de los escarabajos hembras usando un microscopio de escaneo láser. "Como la mayoría de los insectos, los escarabajos hembras tienen una espermateca. El esperma se conserva allí por un tiempo antes de que los óvulos sean fertilizados,"dice el investigador de Japón. La entrada de esta espermateca es muy larga y retorcida como una espiral. Sin embargo, la estructura no es uniforme, sino compleja, explica Matsumura:" como un cable de teléfono, el conducto espermático tiene numerosas vueltas, que a vecestambién corren en direcciones opuestas. Queríamos averiguar por qué los escarabajos tienen esa estructura ". El equipo de Kiel ha estado buscando respuestas a esta pregunta durante los últimos dos años.
Sin embargo, los escarabajos no fueron molestados durante sus juegos de amor por el bien de la ciencia. "El escarabajo tortuga de cardo es del tamaño de una uña. El pene mide aproximadamente diez milímetros de largo. Su diámetro es de diez micrómetros. Esto es aproximadamentediez veces más delgado que el cabello humano. La luz interna es de unos pocos micrómetros de espesor. Esto hace que una medición mecánica real en un área tan íntima sea muy difícil ", dice el biofísico e ingeniero Kovalev. En cambio, los investigadores han encontrado una forma matemática.capaz de verificar varias relaciones estructura-función en la computadora usando un modelo numérico. Kovalev: "La primera etapa de nuestra investigación fue ver cómo la forma del conducto espermático influye en las relaciones sexuales. Cuantos más giros hubo en la dirección opuesta, másse requería más energía para que el pene penetrara ". Por lo tanto, la estructura femenina hace que el sexo para el escarabajo macho sea un verdadero desafío.
En la segunda etapa, los investigadores examinaron el pene del escarabajo con más detalle. "Usando un microscopio de escaneo láser encontramos indicios de que el pene es rígido de manera diferente. Por lo tanto, la punta del pene es probablemente más suave que el resto del órgano".informa Matsumura. Sobre la base de esta hipótesis, los científicos junto con el profesor Alexander Filippov Instituto de Física e Ingeniería, Academia Nacional de Ciencias, Donetsk, Ucrania elaboraron cuatro modelos matemáticos: un pene completamente duro y completamente blando, así como unversión con punta dura para el pene y base blanda y la versión opuesta. Con los cuatro modelos que probaron mediante simulación numérica, ¿qué versión fue la más fácil de insertar en el conducto espermático virtual?
"Ahora sabemos: es importante cuán rígido es el pene. El más rápido fue el modelo de pene con punta blanda y base dura", dice Matsumura. Es lo suficientemente flexible como para ajustarse a las curvas estrechas. Las investigaciones en Kiel muestranque las propiedades físicas del pene son decisivas con respecto a la estructura complicada de la hembra ". Cuando comenzamos con el proyecto, esperábamos un conflicto sexual entre los escarabajos. Nuestra investigación ha confirmado esta suposición. Las estructuras femeninas dificultan la propulsión del penepara los hombres ", dice Matsumura en resumen. La punta blanda del pene es la estrategia masculina para vencer a este" sistema defensivo ".
Sin embargo, la pregunta sigue abierta: ¿por qué los escarabajos hembras incluso tienen órganos tan largos y retorcidos que dificultan la fertilización? "Hasta ahora solo hemos podido especular sobre las razones de esto", dice Matsumura. Una teoríaestablece que durante la selección sexual las hembras prefieren machos que puedan insertar su pene rápidamente ". En promedio, los escarabajos tienen relaciones sexuales durante 40 minutos, algunas parejas incluso durante varias horas. Mientras lo hacen, pueden ser fácilmente capturados por los enemigos".Las investigaciones están destinadas a proporcionar claridad sobre el complicado trasfondo evolutivo del sexo del escarabajo. El esfuerzo también vale la pena desde el punto de vista biomimético: la composición y la mecánica de tales estructuras en miniatura podrían proporcionar nuevas ideas para las agujas de microinyección médica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Kiel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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