Sexual reproduction with variable mating systems can resist asexuality in a rock-paper-scissors dynamics

Abstract

Mientras que el sexo puede ser ventajoso para un linaje en el largo plazo, todavía nos falta una explicación para su mantenimiento con el doble coste por generación. Aquí modelamos una población diploide infinita donde dos loci autosómicos determinan, respectivamente, el modo reproductivo, sexual versus asexual y el sistema de apareamiento, poligínico (costoso sexo) versus monógamo (asumiendo una contribución igual de los padres a la progenie, es decir, sexo no costoso). Que los alelos por el sexo costoso pueden propagarse cuando los modos sexuales no costosos amortiguan la interacción entre las estrategias sexuales asexuales y costosas, incluso sin doble beneficio de la recombinación con respecto a la asexualidad. Las tres estrategias que interactúan tienen relaciones intransitivas de la aptitud que conducen a una dinámica de la roca-papel-tijeras, de modo que los alelos para el sexo costoso no pueden ser eliminados por los asexuales en la mayoría de las situaciones a través del espacio del parámetro. Nuestros resultados indican que los linajes sexuales con sistemas de apareamiento variable pueden resistir la invasión de asexuales y permitir que se acumulen efectos a largo plazo, proporcionando así una solución a la pregunta teórica persistente de por qué el sexo no fue desplazado por la asexualidad a lo largo de la evolución.

While sex can be advantageous for a lineage in the long term, we still lack an explanation for its maintenance with the twofold cost per generation. Here we model an infinite diploid population where two autosomal loci determine, respectively, the reproductive mode, sexual versus asexual and the mating system, polygynous (costly sex) versus monogamous (assuming equal contribution of parents to offspring, i.e. noncostly sex).We show that alleles for costly sex can spread when non-costly sexual modes buffer the interaction between asexual and costly sexual strategies, even without twofold benefit of recombination with respect to asexuality. The three interacting strategies have intransitive fitness relationships leading to a rock–paper–scissors dynamics, so that alleles for costly sex cannot be eliminated by asexuals in most situations throughout the parameter space. Our results indicate that sexual lineages with variable mating systems can resist the invasion of asexuals and allow for long-term effects to accumulate, thus providing a solution to the persisting theoretical question of why sex was not displaced by asexuality along evolution.