Experimental evidence for pseudo-arrhenotoky in Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae)

Abstract

Species breeding under local mate competition conditions have sex ratios biased towards females, a trait that is often associated with male haploidy (arrhenotoky). We used insecticide resistance as a genetic marker in Hypothenemus hampei, a local mate competing scolytid beetle that is cytologically diplo-diploid, for investigating the inheritance of nuclear genes. We confirmed that males express the resistance phenotype that they inherit from their mother, whatever their father. The segregation of resistance phenotypes in F2 females significantly departed from the Mendelian model, and were in accordance with the arrhenotokous model, indicating that the parental genes were eliminated between F1 and F2. This finding (pseudoarrhenotoky) constitutes a step towards an understanding of the mechanism by which diplodiploidy evolves to arrhenotoky in local mate competing insects.

The effect of female mating status on male offspring traits

“…This in turn might lead to a reduction in their offspring success in encountering mating opportunities, thus incurring reproductive cost. The magnitude of this cost can affect the incidence of unmated females in the population and is strongly influenced by the structure of the population (reviewed in: Borsa and Kjellberg 1996; West and Herre 1998a; Hardy and Godfray 1990). In spatially structured populations, the offspring of one or a few mothers may mate amongst themselves in the natal patch before the females disperse.…”

The Evolution and Suppression of Male Suicide Under Paternal Genome Elimination

“…The second is germline PGE, in which the paternal genome remains present in males, but is eliminated from the germline during or just before spermatogenesis and is therefore not transmitted, making males effectively haploid in terms of their transmission genetics (Schrader 1921; Brown and Nelson‐Rees 1961; Nur 1980; Normark 2003). This system is found in most scale insects (Hemiptera: Coccoidea) (Nur 1980), in sciarid flies (Diptera: Sciaridae) (Goday and Esteban 2001) and in the coffee berry borer beetle, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) (Borsa and Kjellberg 1996).…”

Comportamento sexual da broca-do-café, Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae)

“…Em espécies que apresentam acasalamentos entre irmãos, a haplodiploidia é tida como o modo determinação sexual, mas no caso da broca, a pseudoarrenoquia é a mais aceita KJELLBERG, 1996b). Nesse caso, ambos os filhos e filhas se desenvolvem a partir de ovos fertilizados, sendo que dos ovos não fertilizados não eclodem larvas (BERGAMIN, 1943, GIORDANENGO, 1992, embora exista uma discordância quanto a isso em Muñoz (1989 GAUDICHON, 1995).…”

“…Nesse caso, ambos os filhos e filhas se desenvolvem a partir de ovos fertilizados, sendo que dos ovos não fertilizados não eclodem larvas (BERGAMIN, 1943, GIORDANENGO, 1992, embora exista uma discordância quanto a isso em Muñoz (1989 GAUDICHON, 1995). Isso ocorre porque um conjunto de cromossomos, aparentemente o paternal, fica heterocromatizado e presumivelmente é eliminado após a meiose I (BRUN; BORSA; GAUDICHON, 1995, BORSA;KJELLBERG, 1996b).…”

“…Estudos realizados sobre feromônios ou aleloquímicos em curculionídeos, nos No caso de H. hampei, as informações sobre aspectos do comportamento sexual da espécie, como idade, horário, número e padrão de acasalamentos, além do sexo responsável pela atração permanecem no terreno das conjeturas, baseada em poucos trabalhos biológicos sobre a espécie (BERGAMIN, 1943, GIORDANENGO, 1992KJELLBERG, 1996b). Além disso, as pesquisas têm concentrado seus esforços somente na obtenção de aleloquímicos do hospedeiro para manejo e controle dessa praga (MENDESIL et al, 2009).…”