Within cooperatively breeding societies, individuals adjust cooperative contributions to maximize indirect fitness and minimize direct fitness costs. Yet, little is known about the physiological costs of cooperation, which may be detrimental to direct fitness. Oxidative stress, the imbalance between reactive oxygen species (by-products of energy production) and antioxidant protection, may represent such a cost when cooperative behaviours are energetically demanding. Oxidative stress can lead to the accumulation of cellular damage, compromising survival and reproduction, thus mediating the trade-off between these competing life-history traits. Here, we experimentally increased energetically demanding cooperative contributions in captive Damaraland mole-rats (Fukomys damarensis). We quantified oxidative stress-related effects of increased cooperation on somatic and germline tissues, and the trade-off between them. Increased cooperative contributions induced oxidative stress in females and males, without increasing somatic damage. Males accumulated oxidative damage in their germline despite an increase in antioxidant defences. Finally, oxidative damage accumulation became biased towards the germline, while antioxidant protection remained biased towards the soma, suggesting that males favour the maintenance of somatic tissues (i.e. survival over reproduction). Our results show that heightened cooperative contributions can ultimately affect direct fitness through oxidative stress costs, which may represent a key selective pressure for the evolution of cooperation.

中文翻译：

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合作繁殖达马拉兰鼹鼠的合作氧化成本

在合作育种社会中，个体调整合作贡献以最大化间接适应度并最小化直接适应度成本。然而，人们对合作的生理成本知之甚少，这可能不利于直接健身。氧化应激，即活性氧（能量产生的副产品）和抗氧化保护之间的不平衡，可能代表了当合作行为对能量要求很高时的成本。氧化应激会导致细胞损伤的积累，损害生存和繁殖，从而调节这些相互竞争的生活史特征之间的权衡。在这里，我们实验性地增加了圈养 Damaraland 鼹鼠 (Fukomys damarensis) 的能量需求合作贡献。我们量化了增加合作对体细胞和生殖系组织的氧化应激相关影响，以及它们之间的权衡。增加合作贡献会导致女性和男性的氧化应激，而不会增加躯体损伤。尽管抗氧化防御增加，雄性在生殖系中积累了氧化损伤。最后，氧化损伤的积累偏向于生殖系，而抗氧化保护仍然偏向于体细胞，这表明雄性倾向于维持体细胞组织（即存活而不是繁殖）。我们的结果表明，提高合作贡献最终会通过氧化应激成本影响直接适应度，这可能代表合作进化的关键选择压力。以及它们之间的权衡。增加合作贡献会导致女性和男性的氧化应激，而不会增加躯体损伤。尽管抗氧化防御增加，雄性在生殖系中积累了氧化损伤。最后，氧化损伤的积累偏向于生殖系，而抗氧化保护仍然偏向于体细胞，这表明雄性倾向于维持体细胞组织（即存活而不是繁殖）。我们的结果表明，提高合作贡献最终会通过氧化应激成本影响直接适应度，这可能代表合作进化的关键选择压力。以及它们之间的权衡。增加合作贡献会导致女性和男性的氧化应激，而不会增加躯体损伤。尽管抗氧化防御增加，雄性在生殖系中积累了氧化损伤。最后，氧化损伤的积累偏向于生殖系，而抗氧化保护仍然偏向于体细胞，这表明雄性倾向于维持体细胞组织（即存活而不是繁殖）。我们的结果表明，提高合作贡献最终会通过氧化应激成本影响直接适应度，这可能代表合作进化的关键选择压力。尽管抗氧化防御增加，雄性在生殖系中积累了氧化损伤。最后，氧化损伤的积累偏向于生殖系，而抗氧化保护仍然偏向于体细胞，这表明雄性倾向于维持体细胞组织（即存活而不是繁殖）。我们的结果表明，提高合作贡献最终会通过氧化应激成本影响直接适应度，这可能代表合作进化的关键选择压力。尽管抗氧化防御增加，雄性在生殖系中积累了氧化损伤。最后，氧化损伤的积累偏向于生殖系，而抗氧化保护仍然偏向于体细胞，这表明雄性倾向于维持体细胞组织（即存活而不是繁殖）。我们的结果表明，提高合作贡献最终会通过氧化应激成本影响直接适应度，这可能代表合作进化的关键选择压力。