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Causes and Consequences of External Female Genital Mutilation

  • Sexual selection favours traits that confer a competitive advantage in access to mates and to their gametes. This results in males evolving a wide array of adaptations that may be conflictual with female’s interests and even to collateral negative effects on female’s lifespan or reproductive success. Harmful male adaptations are diverse and can be extreme. For example, males of various species evolved adaptations that incur physical damage to the female during copulation, referred to as traumatic mating. Most of these adaptations provide males with a competitive fertilization advantage due to the injection of sperm or non-sperm compounds through the wound. In the spider taxonomical literature, alterations of external genital structures have been reported in females and may result from male inflicted damage during copulation. Contrarily to other cases of traumatic mating, the transfer of sperm or non-sperm compounds does not seem to be the target of selection for external female genital mutilation (EFGM) to evolve. Therefore, investigating EFGM may provide valuable information to extend our understanding of the evolution of harmful male adaptations. In this thesis, I explore this newly discovered phenomenon and combine empirical and theoretical approaches to investigate the causes and consequences of EFGM evolution from male and female perspectives. My findings suggest that EFGM is a natural phenomenon and is potentially widespread throughout spider taxa. I demonstrate the proximal mechanism by which the male copulatory organ mutilates the external female genitalia during genital coupling and show that the mutilation results in full monopolization of the female as mutilated females are unable to remate. Using a theoretical approach, I investigated the conditions for the evolution of EFGM. The model developed suggests that EFGM evolution is favoured for last male sperm precedence and for costs to females that can be relatively high as the male-male competition increases. I present the results of physiological measurements that suggest there is no physiological cost of genital mutilation resulting from healing and immune responses for the female. Finally, I report the results of a behavioural experiment that suggest that females have control over the mutilation and selectively allow or avoid mutilation. These findings suggest that EFGM benefits males by securing paternity, that males and females may have evolved to reduce the costs incurred by the female and that female choice may also play a role in EFGM evolution.
  • Die sexuelle Selektion bevorzugt Merkmale, die mit einem Wettbewerbsvorteil beim Zugang zu Partnern und ihren Gameten einhergehen. Dies führt dazu, dass Männchen ein breites Spektrum an Anpassungen entwickeln, die mit den Interessen der Weibchen in Konflikt geraten und sogar negative Auswirkungen auf die Lebensdauer oder den Fortpflanzungserfolg von Weibchen haben können. Schädliche männliche Anpassungen sind mehrfach evoluiert. Zum Beispiel fügen Männchen verschiedener Arten dem Weibchen während der Kopulation körperlichen Schaden zu, was als „traumatische Paarung“ bezeichnet wird. In solchen Fällen wurde gezeigt, dass die Männchen einen Vorteil in der Spermienkonkurrenz durch die Injektion von Spermien oder akzessorischen, manipulativen Substanzen durch die Wunde erzielen. Die taxonomische Spinnenliteratur enthält Berichte über veränderte äußere Genitalstrukturen von Weibchen. Diese Schäden könnten mit der Kopulation zusammenhängen und eine Strategie der Vaterschaftssicherung darstellen. Im Gegensatz zu anderen Fällen von traumatischer Paarung scheint der Transfer von Spermien oder Nichtspermienverbindungen die Evolution der externen weiblichen Genitalverstümmelung (external female genital mutilation „EFGM“) nicht vorangetrieben zu haben. Daher kann die Untersuchung von EFGM wertvolle Informationen liefern, um unser Verständnis der Evolution schädlicher männlicher Anpassungen zu erweitern. In dieser Arbeit untersuche ich das neu entdeckte Phänomen von EFGM und kombiniere empirische und theoretische Ansätze, um die Ursachen und Folgen der EFGM-Evolution aus männlicher und weiblicher Perspektiven zu erhellen. Meine Ergebnisse zeigen, dass EFGM ein natürlich vorkommendes Phänomen ist und vielen Spinnen-Taxa verbreitet ist. Ich kläre den proximalen Mechanismus, durch den das männliche Kopulationsorgan die äußeren weiblichen Genitalien während der Genitalkopplung verändert, mit Hilfe von Micro-Ct und Verhaltensversuchen auf. Die Entfernung einer für die Verhakung der Genitalien notwendigen Struktur führt zu einer vollständigen Monopolisierung des Weibchens. Verstümmelte Weibchen sind nicht in der Lage, sich erneut zu verpaaren. Mit einem theoretischen Ansatz untersuchte ich die Bedingungen für die Evolution von EFGM. Das Modell legt nahe, dass EFGM bei Arten mit Letzter-Männchen-Spermienpriorität schnell evoluieren kann – auch dann, wenn die Kosten für Weibchen hoch sind. Ich präsentiere weiterhin die Ergebnisse physiologischer Messungen, bei denen keine signifikanten physiologischen Kosten für Genitalverstümmelungen gefunden wurden. Die Ergebnisse eines Verhaltensexperiments zeigen weiterhin, dass Weibchen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Verstümmelung kontrollieren können. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass EFGM selektive Vorteile bei der Vaterschaftssicherung mit sich bringt, dass es Koevolution zwischen Männche und Weibchen gibt, die zu reduzierten Kosten für Weibchen führte, und dass die Wahl der Partner durch die Weibchen das Auftreten von EFGM bestimmen kann.

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Metadaten
Author: Pierick MouginotORCiD
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-25553
Title Additional (German):Ursachen und Folgen von äußerer weiblicher Genitalverstümmelung.
Referee:Prof. Dr. Gabriele Uhl, Prof. Dr. Klaus Reinhardt
Advisor:Prof. Dr. Gabriele Uhl
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2019/03/18
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2019/03/13
Release Date:2019/03/18
GND Keyword:Evolutionsbiologie , Tierökologie , Sexuelle Selektion , Sexualverhalten
Pagenumber:91
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Zoologisches Institut und Museum
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 590 Tiere (Zoologie)