Uloga fenotipske plastičnosti osobina životne istorije i ponašanja u procesima specijacije Acanthoscelides obtectus

Abstract

Fenotipska plastičnost, kao univerzalno svojstvo svih organizama, predstavlja sposobnost jednog genotipa da u različitim uslovima životne sredine razvije različite fenotipske vrednosti osobina. Ovaj fenomen predstavlja važan mehanizam fenotipskog variranja insekatа i nalazi se u osnovi formiranja različitih pravaca evolucionih promena njihovih populacija uzrokujući adaptivnu divergenciju i posledičnu međupopulacionu reproduktivnu izolaciju. Od posebne važnosti je i uloga fenotipske plastičnosti u procesima ekološke specijacije, kada ekološki zasnovana divergentna selekcija između životnih sredina ograničava protok gena između populacija. Koristeći pogodnosti laboratorijske evolucije, ova studija proučava osobine životne istorije, njihova međusobna ograničenja i obrasce plastičnih odgovora, populaciono-ekološke i selekcione obrasce kao i promenu reproduktivnog ponašanja kod dve grupe laboratorijskih populacija fitofagnog insekta, Acanthoscelides obtectus, koje su evoluirale na različitim biljkama domaćinima (pasulj, Phaseolus vulgaris i naut, Cicer arietinum). Populacije selektovane na različitim biljkama pokazuju jasne razlike u životnim strategijama i stepenu plastičnosti osobina životne istorije i ponašanja. Načelno, populacije selektovane na pasulju imaju izraženiju sposobnost plastičnog odgovora na variranje identiteta biljke domaćina u poređenju sa populacijama selektovanim na nautu. Selekcioni režimi pokazuju i umeren stepen reproduktivne izolacije čime se ističe značaj divergentne selekcije u početnim fazama procesa nastanka novih vrsta.

Phenotypic plasticity, a universal feature of all organisms, represents genotypes’ ability to produce alternative phenotypes in different environmental conditions. In insects, this phenomenon represents an important mechanism of phenotypic variation and it is fundamental for the establishment of different evolutionary trajectories of their populations causing adaptive divergence and consequential interpopulation reproductive isolation. Phenotypic plasticity is of particular importance during the process of ecological speciation, when ecologically based divergent selection between environments reduces gene flow among populations. Using the benefits of laboratory evolution, this study investigates life history traits, their trade-offs and plasticity patterns, population dynamics and selection patterns, as well as changes in reproductive behaviour, in two sets of laboratory populations of a phytophagous insect, Acanthoscelides obtectus, evolved on different host plants (white beans, Phaseolus vulgaris and chickpeas, Cicer arietinum). Populations selected on different plant hosts demonstrate distinct life history strategies and plasticity levels of life history and behavioural traits. Generally, populations selected on beans demonstrate prominent ability to plastically respond to host plant variation compared to chickpea selected populations. Selection regimes demonstrate moderate level of reproductive isolation emphasizing the importance of divergent selection in the first phases of the speciation.