التناسل الأحادي والتناسل المتكرر

تتميز أنواع داسيريداي أحادية التكاثر بصغر حجمها وكونها لاحمة، باستثناء الكوال الشمالي ( Dasyurus hallucatus ) الذي يتميز بحجمه الكبير. تشمل الأنواع التي تتبع هذه الاستراتيجية التكاثرية أفرادًا من جنس أنتيشينوس ، وفاسكوجال تابواتافا، وفاسكوجال كولورا . تُظهر ذكور المجموعات الثلاث خصائص متشابهة تُصنفها كأحادية التكاثر: أولًا، تختفي جميع ذكور كل نوع فور انتهاء موسم التزاوج. ثانيًا، تعيش الذكور التي يتم أسرها وعزلها عن غيرها لمدة تتراوح بين سنتين وثلاث  سنوات. ^{[ 20 ]} إذا سُمح لهذه الذكور المأسورة بالتزاوج، فإنها تموت فور انتهاء موسم التزاوج، كما هو الحال في البرية. يتغير سلوكها أيضًا بشكل جذري قبل موسم التزاوج وبعده. قبل التزاوج، تكون الذكور شديدة العدوانية وتتقاتل مع الذكور الأخرى إذا وُضعت بالقرب منها. أما الذكور التي يتم أسرها قبل السماح لها بالتزاوج، فتبقى عدوانية طوال أشهر الشتاء. بعد موسم التزاوج، إذا سُمح للذكور بالتزاوج، فإنها تُصاب بخمول شديد ولا تستعيد عدوانيتها أبدًا حتى لو نجت إلى موسم التزاوج التالي. ^{[ 20 ]} تشمل التغيرات الأخرى التي تحدث بعد التزاوج تدهور الفراء وتدهور الخصيتين. خلال فترة المراهقة، يكون فراء الذكر كثيفًا ويصبح باهتًا ورقيقًا بعد التزاوج، ولكنه يستعيد حالته الأصلية إذا تمكن الفرد من البقاء على قيد الحياة بعد موسم التزاوج. يتساقط الفراء الموجود على كيس الصفن تمامًا ولا ينمو مرة أخرى، حتى لو نجا الذكر لأشهر بعد موسم التزاوج الأول. مع تقدم الجرابيات في العمر، تنمو خصيتاها حتى تصل إلى ذروة حجمها ووزنها في بداية موسم التزاوج. بعد أن يتزاوج الفرد، ينخفض ​​وزن وحجم الخصيتين وكيس الصفن. وتبقى صغيرة ولا تُنتج حيوانات منوية لاحقًا في الحياة، إذا تم الاحتفاظ بها في المختبر. ^{[ 20 ]} دراسة وولي عام 1966 على جنس أنتيشينوس  . لوحظ أن الذكور لم يتمكنوا من البقاء بعد التزاوج إلا في المختبر، ولم يتم العثور على أي ذكور مصابة بالخرف في البرية، مما يشير إلى أن جميع الذكور تموت بعد فترة وجيزة من التزاوج. ^{[ 20 ]}

يُعدّ حيوان الكوال الشمالي (Dasyurus hallucatus ) من فصيلة الكوال الكبيرة، ويُلاحظ ارتفاع معدل وفيات الذكور فيه بعد موسم التزاوج. وعلى عكس أنواع الكوال الأصغر حجمًا، لا يعود نفوق ذكور الكوال الشمالي  إلى تغيرات في الجهاز الهرموني، ولم تُسجّل أيّة حالات فشل في تكوين الحيوانات المنوية بعد انتهاء موسم التزاوج. ^{[ 12 ]} إذا نجا ذكر الكوال الشمالي من  موسم التزاوج الأول، فقد يتمكن من خوض موسم تزاوج ثانٍ. وفي حين أن معظم الأفراد الذين نفقوا في دراسة أُجريت عام 2001 نفقوا بسبب حوادث السيارات أو الافتراس، فقد وجد الباحثون أدلة على تدهور فسيولوجي لدى الذكور، مشابه للتدهور الفسيولوجي الذي يُلاحظ في أنواع الكوال الصغيرة. ويشمل ذلك تساقط الفراء، والإصابة بالطفيليات، وفقدان الوزن. ومع استمرار موسم التزاوج، ازداد فقر الدم لدى الذكور ، ولكن لم يكن هذا الفقر ناتجًا عن تقرحات أو نزيف معوي. ^{[ 12 ]} إن عدم ارتفاع مستويات الكورتيزول خلال فترات التزاوج لدى سمكة D.  hallucatus يعني أنه لا يوجد تفسير عالمي حالي للآلية الكامنة وراء زيادة معدل وفيات الذكور في فصيلة Dasyuridae. وقد اقتُرح أيضًا الشيخوخة بعد التكاثر كتفسير لذلك. ^{[ 21 ]}

تركيز الكورتيكوستيرويد وزيادة معدل وفيات الذكور

أظهرت دراسات أجريت على سحلية أنتيشينوس ستيوارتي أن معدل وفيات الذكور يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالإجهاد ونشاط قشرة الكظر . وقد قاس الباحثون تركيز الكورتيكوستيرويدات لدى الذكور في بيئتها الطبيعية، والذكور المحقونة بالكورتيزول، والذكور المحقونة بمحلول ملحي، بالإضافة إلى الإناث في بيئتها الطبيعية. وبينما يُظهر كل من الذكور والإناث مستويات عالية من تركيز الكورتيكوستيرويدات في بيئتها الطبيعية، إلا أن هذا التركيز لا يُسبب الوفاة إلا للذكور نظرًا لارتفاع قدرة الإناث على الارتباط بالكورتيكوستيرويدات ذات الألفة العالية (MCBC). ^{[ 22 ]} وبالتالي، يرتفع مستوى الكورتيكوستيرويدات الحرة في بلازما ذكور أنتيشينوس  ستيوارتي بشكل حاد، بينما يبقى ثابتًا لدى الإناث. وقد أدت المستويات العالية من الكورتيكوستيرويدات الحرة، الناتجة عن التزاوج لدى الذكور في بيئتها الطبيعية وحقن الكورتيزول لدى الذكور في المختبر، إلى الإصابة بقرحة المعدة ، ونزيف الجهاز الهضمي ، وخراجات الكبد ، وكلها عوامل تزيد من معدل الوفيات. لم تُلاحظ هذه الآثار الجانبية لدى الذكور الذين حُقنوا بمحلول ملحي، ^{[ 22 ]} مما يُعزز فرضية أن ارتفاع مستويات الكورتيكوستيرويدات الحرة يؤدي إلى زيادة معدل الوفيات لدى ذكور الداسيريد. وأظهرت دراسة مماثلة على سمكة فاسكوجال كالورا حدوث تغيرات مماثلة في نظام الغدد الصماء لدى هذا النوع كما هو الحال لدى سمكة  أ.  ستوارتي . ^{[ 23 ]} وهذا يدعم فرضية أن الوفيات الناجمة عن الإجهاد تُعد سمة مميزة لتكاثر الداسيريد الصغير في مرحلة الإنجاب لمرة واحدة.

الأبوسوم ذو الجوانب الصفراء ( Monodelphis dimidiata )

الأبوسوم ذو الجوانب الصفراء هو نوع صغير من الأبوسوم يعيش في المراعي المعتدلة في أمريكا الجنوبية، ويتميز باستراتيجية تكاثر سنوية أحادية التكاثر. ^{[ 24 ]} تُشاهد الصغار خلال فصلي الخريف والشتاء، وتصل إلى النضج الجنسي في الربيع، حيث يحدث التزاوج، بينما تُشاهد الإناث المرضعة في الصيف. ^{[ 25 ]} يموت معظم البالغين بحلول منتصف الخريف. قد يكون التباين الجنسي الواضح في هذا النوع، حيث يكون الذكور البالغون أكبر حجمًا بكثير (100-150 غرامًا مقابل 30-70 غرامًا للإناث) ويمتلكون أنيابًا كبيرة بارزة، ناتجًا عن ضغط انتقائي جنسي قوي يتمثل في تنافس الذكور على الوصول إلى الإناث. ^{[ 25 ]}

الأبوسوم الفأري النحيل الرمادي ( Marmosops incanus )

The grey slender mouse opossum exhibits a semelparous reproductive strategy in both males and females. Males disappear from their endemic area after the reproductive season (February–May). Males found months later (June–August) are of lighter body weight and the molar teeth are less worn down, suggesting these males belong to a different generation. There is a drop off in the female population, but during the months of July and August, evidence of a gap between generations like the male gap. There is also lower body weight and less molar wear observed in females found after August. This is further supported by the evidence that females that reproduce are not observed the following year.^[26] This species has been compared to a related species, Marmosa robinsoni, in order to answer what would happen if a female that has reproduced were to survive to the next mating season. M. robinsoni has a monoestrus reproductive cycle, like M. incanus, and females are no longer fertile after 17 months so it is unlikely that females that survive past the drop off in female populations would be able to reproduce a second time.^[26]

Other mouse opossums

Gracilinanus microtarsus, or the Brazilian gracile opossum, is considered to be partially semelparous because male mortality increases significantly after the mating season, but some males survive to mate again in the next reproductive cycle. The males also exhibit similar physiological degradation, demonstrated in Antechinus and other semelparous marsupials, such as fur loss and increase of infection from parasites.^[27]

Highly elevated cortisol levels mediate the post-spawning death of semelparous Oncorhynchus Pacific salmon by causing tissue degeneration, suppressing the immune system, and impairing various homeostatic mechanisms.^[28] After swimming for such a long distance, salmon expend all of their energy on reproduction. One of the key factors in salmon rapid senescence is that these fish do not feed during reproduction so body weight is extremely reduced.^[29] In addition to physiological degradation, Pacific salmon become more lethargic as mating goes on, which makes some individuals more susceptible to predation because they have less energy to avoid predators.^[30] This also increases mortality rates of adults post-mating.

Females of certain families of Lepidoptera, like the spongy moth of family Erebidae, have reduced mobility or are wingless (apterous), so they disperse in the larval stage as opposed to in the adult stage. In iteroparous insects, dispersal mainly occurs in the adult stage. All semelparous Lepidopterans share similar characteristics: larvae only feed in restricted periods of the year because of the nutritional state of their host plants (as a result, they are univoltine), initial food supply is predictably abundant, and larval host plants are abundant and adjacent.^[31] Death most commonly occurs by starvation. In the case of the spongy moth, adults do not possess an active digestive system and cannot feed, but can drink moisture. Mating occurs fairly rapidly after adults emerge from their pupal form and, without a way to digest food, the adult moths die after about a week.^[32]

افترض العلماء أن الانتقاء الطبيعي سمح بتطور ظاهرة التكاثر لمرة واحدة في عائلتيّ الداسيوريات والديدلفيات نتيجةً لبعض القيود البيئية. ربما قامت إناث الثدييات السلفية لهاتين المجموعتين بتقصير فترة التزاوج لتتزامن مع ذروة وفرة الفرائس. ولأن هذه الفترة قصيرة جدًا، فإن إناث هذه الأنواع تُظهر نمطًا تكاثريًا يحدث فيه الشبق لدى جميع الإناث في وقت واحد. وبالتالي، يُرجّح الانتقاء الطبيعي الذكور العدوانية نظرًا لزيادة التنافس بين الذكور للوصول إلى الإناث. ولأن فترة التزاوج قصيرة جدًا، فمن الأفضل للذكور أن يُكرّسوا كل طاقتهم للتزاوج، لا سيما إذا كان من غير المرجح أن يبقوا على قيد الحياة حتى موسم التزاوج التالي. ^{[ 34 ]}

يُعدّ التكاثر مكلفًا لأسماك السلمونيات المهاجرة بين المياه المالحة والعذبة ، إذ تتطلب دورة حياتها الانتقال من المياه المالحة إلى المياه العذبة، والهجرات الطويلة، ما قد يُرهقها فسيولوجيًا. وقد يُفسّر الانتقال بين مياه المحيط الباردة والمياه العذبة الدافئة، والتغيرات الحادة في الارتفاع في أنهار شمال المحيط الهادئ، تطورَ التكاثر الأحادي، لصعوبة العودة إلى المحيط. ومن الفروق الملحوظة بين أسماك السلمونيات أحادية التكاثر والمتعددة التكاثر، اختلاف حجم البيض بين نوعي استراتيجيات التكاثر. وتشير الدراسات إلى أن حجم البيض يتأثر أيضًا بالهجرة وحجم الجسم. ومع ذلك، لا يُظهر عدد البيض اختلافًا يُذكر بين مجموعات السلمونيات أحادية التكاثر والمتعددة التكاثر، أو بين المجموعات المقيمة والمهاجرة بين المياه المالحة والعذبة، بالنسبة للإناث من نفس حجم الجسم. ^{[ 35 ]} وتفترض الفرضية الحالية وراء ذلك أن الأنواع متعددة التكاثر تُقلّل من حجم بيضها لتحسين فرص بقاء الأم، نظرًا لأنها تستثمر طاقة أقل في تكوين الأمشاج. لا تتوقع الأنواع أحادية التكاثر أن تعيش لأكثر من موسم تزاوج واحد، لذا تستثمر الإناث طاقة أكبر بكثير في تكوين الأمشاج، مما ينتج عنه بيض كبير الحجم. وقد تكون أسماك السلمون المهاجرة بين المياه العذبة والمالحة قد طورت خاصية التكاثر الأحادي لتعزيز كثافة العناصر الغذائية في مناطق التكاثر . تحتوي أكثر مناطق تكاثر سمك السلمون في المحيط الهادئ إنتاجية على أكبر عدد من جثث الأسماك البالغة التي فقست. تتحلل جثث سمك السلمون البالغ، موفرةً النيتروجين والفوسفور اللازمين لنمو الطحالب في المياه الفقيرة بالعناصر الغذائية. ثم يتغذى العوالق الحيوانية على الطحالب، ويتغذى سمك السلمون حديث الفقس على العوالق الحيوانية. ^{[ 36 ]}

تطورت سمة مثيرة للاهتمام لدى الحشرات أحادية التكاثر، لا سيما تلك التي تطورت من أسلاف طفيلية ، كما هو الحال في جميع غشائيات الأجنحة شبه الاجتماعية والاجتماعية الحقيقية ذات الإبرة. ويعود ذلك إلى أن اليرقات متخصصة شكليًا للنمو داخل أحشاء العائل، وبالتالي فهي عاجزة تمامًا خارج هذه البيئة. تحتاج الإناث إلى استثمار طاقة كبيرة لحماية بيضها وصغارها بعد الفقس، وذلك من خلال سلوكيات مثل حراسة البيض. فالأمهات اللواتي يدافعن بنشاط عن صغارهن، على سبيل المثال، يُخاطرن بالإصابة أو الموت. ^{[ 37 ]} وهذا ليس مفيدًا في الأنواع متعددة التكاثر، لأن الأنثى تُخاطر بالموت وعدم بلوغ كامل قدرتها الإنجابية لعدم قدرتها على التكاثر في جميع فترات حياتها. وبما أن الحشرات أحادية التكاثر تعيش لدورة تكاثر واحدة فقط، فإنها تستطيع تحمل إنفاق الطاقة على رعاية الصغار لأن هؤلاء الصغار هم ذريتها الوحيدة. لا تحتاج الحشرات متعددة الولادات إلى بذل طاقة على بيض دورة تزاوج واحدة، لأنها على الأرجح ستتزاوج مرة أخرى. وتُجرى حاليًا أبحاثٌ حول رعاية الأمهات في الحشرات أحادية الولادات من سلالات غير مُنحدرة من طفيليات، وذلك لفهم هذه العلاقة بين أحادية الولادات ورعاية الأمهات بشكلٍ أعمق.