Sperm competition is the competition between sperm of different males for the fertilization of an ovum. Queen honey bees mate with many males over a short period, establishing ideal conditions in which sperm competition might occur. One hypothesized mechanism by which sperm competition may occur is via sperm incapacitation (SI), which involves the killing and/or inhibition of function of sperm from one male by sperm (or seminal fluid) of another male. However, there is very little empirical support for SI in any animal. We tested whether reported increases in mortality of honey bee spermatozoa when semen from several drones is mixed can be attributed to SI. We found that when the collection method involves minimal manipulation, sperm viability is not reduced in samples of mixed semen from two drones relative to those of a single drone. Our results do not support the existence of SI by killing of sperm (during early encounter in vitro) between semen from unrelated drones, and suggest that reported reductions in sperm viability in mixed samples arise from mechanical damage during semen collection.ZusammenfassungEine Bienenkönigin (Apis mellifera) paart sich mit mehr als zehn Drohnen. Von diesem Spermagemisch gelangen allerdings nur 10 % in die Spermatheka, während der Rest wieder ausgeschieden wird. Ein solches Paarungssystem sollte die Evolution einer Spermakonkurrenz begünstigen, d.h. die Konkurrenz des Spermas verschiedener Männchen um die Besamung eines Eies. Eine der hypothetischen Möglichkeiten der Spermakonkurrenz ist die Spermaqualitätsminderung [sperm incapacitation (SI)], bei der die Samenflüssigkeit eines Männchens die Lebenfähigkeit oder die Funktion des Spermas eines anderen negativ beeinflussen kann. Für die SI-Hypothese gibt es für Tiere allgemein allerdings nur wenig empirische Daten. Wir testeten, ob es zu einer Zunahme der Spermienmortalität kommen könnte, wenn das Sperma mehrere Drohnen gemischt wird. Hierzu benutzten wir eine Mackensen’sche Spritze, um Sperma von Drohnen in Glasskapillaren aufzusaugen. Die Hälfte der Proben enthielt Sperma von Einzeldrohnen, während die andere Hälfte eine Mischung des Spermas zweier Drohnen darstellte. Nach vier Tagen untersuchten wir die Lebensfähigkeit der Spermien mittels eines lebend/tot Spermaviabilitätstestverfahrens, bei dem lebende Zellen grün und tote Zellen rot gefärbt erscheinen. Wir fanden, dass bei einer Sammelmethode, die die Spermamanipulation möglichst gering hält, die Lebensfähigkeit in Mischproben des Spermas von zwei Drohnen nicht geringer ist als in Einzelspermaproben. Unsere Ergebnisse geben also keinen Hinweis auf die Existenz einer SI-bedingten Spermaqualitätsminderung (zumindest nicht unter kurzzeitigen in vitro Testbedingungen) für Sperma nichtverwandter Drohnen.

中文翻译：

---

蜜蜂（Apis mellifera）体外精子竞争——两个不亚于一个

精子竞争是不同男性的精子之间为了使卵子受精而进行的竞争。蜂王在短时间内与许多雄蜂交配，为可能发生精子竞争创造了理想的条件。精子竞争可能发生的一种假设机制是通过精子失能 (SI)，这涉及另一名男性的精子（或精液）杀死和/或抑制来自一名男性的精子的功能。然而，对于任何动物的 SI 几乎没有经验支持。我们测试了当来自几个雄蜂的精液混合时蜜蜂精子死亡率的增加是否可以归因于 SI。我们发现，当收集方法涉及最少的操作时，与单个无人机的混合精液样本相比，来自两个无人机的混合精液样本的精子活力不会降低。我们的结果不支持通过杀死来自无关雄蜂的精液之间的精子（在体外早期相遇期间）存在 SI，并表明报告的混合样本中精子活力的降低是由于精液收集过程中的机械损伤引起的。 ZusammenfassungEine Bienenkönigin (Apis mellifera ) paart sich mit mehr als zehn Drohnen。Von diesem Spermagemisch gelangen allerdings nur 10 % in die Spermatheka, während der Rest wieder ausgeschieden wird。Ein solches Paarungssystem sollte die Evolution einer Spermakonkurrenz begünstigen, dh die Konkurrenz des Spermas verschiedener Männchen um die Besamung eines Eies。Eine der hypothetischen Möglichkeiten der Spermakonkurrenz ist die Spermaqualitätsminderung [精子失能 (SI)]，bei der die Samenflüssigkeit eines Männchens die Lebenfähigkeit oder die Funktion des Spermas eines anderen negativ beeinflussen kann。Für die SI-Hypothese gibt es für Tiere allgemein allerdings nur wenig empirische Daten。Wir testeten, ob es zu einer Zunahme der Spermienmortalität kommen könnte, wenn das Sperma mehrere Drohnen gemischt wird。Hierzu benutzten wir eine Mackensen'sche Spritze, um Sperma von Drohnen in Glasskapillaren aufzusaugen。Die Hälfte der Proben enthielt Sperma von Einzeldrohnen, während die andere Hälfte eine Mischung des Spermas zweier Drohnen darstellte。Nach vier Tagen untersuchten wir die Lebensfähigkeit der Spermien mittels eines lebend/tot Spermaviabilitätstestverfahrens, bei dem lebende Zellen grün 和 tote Zellen rot gefärbt erscheinen。Wir fanden, dass bei einer Sammelmethode, die die Spermamanipulation möglichst gering hält, die Lebensfähigkeit in Mischproben des Spermas von zwei Drohnen nicht geringer ist als in Einzelspermaproben。Unsere Ergebnisse geben 也 keinen Hinweis auf die Existenz einer SI-bedingten Spermaqualitätsminderung (zumindest nicht unter kurzzeitigen invivo Testbedingungen) für Sperma nichtverwandter Drohnen。