Bases genéticas del paisaje de tolerancia térmica en Drosophila melanogaster

Abstract

El incremento de las temperaturas ambientales asociadas al calentamiento global ha impuesto importantes presiones selectivas sobre las poblaciones naturales de animales ectotermos, por lo que es necesario entender las bases genéticas y el potencial evolutivo del paisaje de tolerancia térmica para predecir si las poblaciones podrán o no adaptarse al calentamiento global en el largo plazo. Para esto se realizaron ensayos térmicos a diferentes temperaturas utilizando 100 líneas del DGRP. Mediante análisis genéticos cuantitativos se observó que el paisaje de tolerancia térmica presenta una alta heredabilidad, además de interacciones genotipo-sexo y genotipo-ambiente significativa. Adicionalmente, mediante análisis GWAS se identificaron múltiples variantes que se asocian de forma positiva con el paisaje de tolerancia térmica, las que mapean a genes relacionados a funciones de señalización y desarrollo. Se encontró un marcado dimorfismo sexual, lo que les permitiría a las poblaciones responder a las diferentes presiones selectivas provocadas por el calentamiento global. En conclusión, el paisaje de tolerancia térmica tendría la capacidad de evolucionar frente las presiones selectivas generadas por el calentamiento global, además de presentar variación genética en la plasticidad fenotípica, lo que facilita procesos adaptativos, y dimorfismo sexual por pleiotropía antagonista que permite mantener la diversidad genética en las poblaciones.

The increase in environmental temperature associated with global warming has imposed important selective pressures on the natural populations of ectothermic animals, so it is necessary to understand the genetic bases and the evolutionary potential of the thermal tolerance landscape to predict whether or not populations will be able to adapt to global warming in the long term. For this, thermal assays were carried out at different temperatures using 100 lines of the DGRP. Through quantitative genetic analyzes it was observed that the landscape of thermal tolerance has a high heritability, in addition to significant genotype-sex and genotype-environment interactions. GWAS analysis identified multiple variants that are positively associated with the thermal tolerance landscape, which map to genes related to signaling and developmental functions. A marked sexual dimorphism was found, which will allow populations to respond to the different selective pressures caused by global warming. In conclusion, the thermal tolerance landscape should have the capacity to evolve in the face of the selective pressures generated by global warming, in addition to presenting genetic variation in phenotypic plasticity, which facilitates adaptive processes, and sexual dimorphism due to antagonistic pleiotropy that maintain the genetic diversity in populations.