Plasticidade fenotípica de características relacionadas ao valor adaptativo sob diferentes temperaturas em Drosophila cardini Sturtevant, 1916

Abstract

A teoria evolutiva vigente, a Síntese Moderna, tem sido alvo de críticas na atualidade e muitos autores reivindicam uma nova síntese evolutiva, que vem sendo chamada de Síntese Evolutiva Estendida. Dentre os pontos criticados, está o entendimento ainda restrito acerca da relação entre o genótipo e o fenótipo. Considera-se que a plasticidade fenotípica desempenha um papel de extrema importância na evolução, e que esse fenômeno deve ser investigado a fim de entendermos melhor a relação genótipo-fenótipo. A partir do uso de normas de reação e modelos matemáticos capazes de descrevê-las, é possível interpretar a plasticidade de forma simples e objetiva. A temperatura é um fator abiótico de extrema relevância na determinação do fenótipo, principalmente, em organismos ectotérmicos. Se considerarmos o cenário das mudanças climáticas, é urgente a compreensão de como esse fator interfere na formação das diferentes características dos organismos. No presente trabalho, utilizamos Drosphila cardini como organismo modelo para investigar a plasticidade de características diretamente relacionadas à história de vida sob diferentes temperaturas de desenvolvimento (14ºC, 17ºC, 21ºC, 25ºC e 28ºC) em diferentes linhagens. Investigamos como a temperatura, o genótipo e a interação destes influenciam na determinação do tempo de desenvolvimento de ovo a adulto, no número de ovaríolos e na viabilidade das moscas. Os resultados que obtivemos mostram que as normas de reação no contexto estudado são tipicamente não lineares. As normas de reação das características avaliadas foram muito semelhantes entre as linhagens, mas notavelmente específicas para cada característica. A partir destes resultados, acreditamos que a formação do fenótipo está limitada pelo desenvolvimento. A temperatura foi o fator mais importante na determinação das características avaliadas. As duas extremas (14ºC e 28ºC) foram consideradas estressantes para a espécie. A partir de uma análise conjunta das características obtivemos um ponto ótimo condizente com as condições naturais enfrentadas pela população examinada, mesmo que os pontos ótimos de cada característica, isoladamente, tenham sido bastante diferentes uns dos outros. __________________________________________________________________________ ABSTRACT

Current evolutionary theory, known as the Modern Synthesis, has been criticized in recent years. Accordingly, many authors are proposing a new evolutionary synthesis, which has been called the Extended Evolutionary Synthesis. One of the topics criticized is the limited knowledge of the relationship between genotype and phenotype. Phenotypic plasticity has been considered to play a critical role in evolution, and this phenomenon should be investigated in order to improve the understanding of the genotype-phenotype relationship. By using reaction norms and mathematical models to describe them, it is possible to interpret plasticity in a simple and objective manner. Temperature is an abiotic factor of utmost importance in determining the phenotype, especially in ectothermic organisms. If we consider the scenario of climate change, we urgently need to understand its effects on the expression of different traits of organisms. In the present study, we used Drosophila cardini as a model to investigate the plasticity of traits directly related to the life history of different strains at different rearing temperatures (14ºC, 17ºC, 21ºC, 25ºC and 28ºC). We investigated how temperature, genotype and their interaction influence the determination of development time from egg to adult, the number of ovarioles and viability of flies. Our results show that the reaction norms for these traits in the present context are typically nonlinear and similar between strains, but they were remarkably specific for each trait. From these results, we suggest that their expression is somehow limited by developmental constraints. Temperature was the most important factor in determining the characteristics evaluated and the extremes (14 º C and 28 º C) were considered stressful for the studied species. The optima temperatures for the three traits we analyzed are in the range of the temperatures observed under natural conditions faced by the population surveyed. Despite this, the optimal temperature for each trait alone was quite different from the others.