Dieta modifică întârzierea autoingresării, depresiei consangvinizate și senescenței reproductive într-o apă dulce

Departamentul de Biologie, Universitatea West Chester, 750 S. Church St., West Chester, Pennsylvania, 19383

Corespondenţă

Josh R. Auld, Departamentul de Biologie, Universitatea West Chester, 750 S. Church St., West Chester, PA 19383.

Tel: 610 436 0046; Fax: 610 436 2183; E-mail: [email protected]

Departamentul de Biologie, Universitatea West Chester, 750 S. Church St., West Chester, Pennsylvania, 19383

Corespondenţă

Josh R. Auld, Departamentul de Biologie, Universitatea West Chester, 750 S. Church St., West Chester, PA 19383.

Tel: 610 436 0046; Fax: 610 436 2183; E-mail: [email protected]

Departamentul de Biologie, Universitatea West Chester, 750 S. Church St., West Chester, Pennsylvania, 19383

Abstract

Introducere

Disponibilitatea resurselor bazate pe dietă este unul dintre cei mai importanți factori de mediu care influențează istoria vieții și, în consecință, trăsăturile legate de fitness. Mai ales atunci când resursele sunt limitate, organismele se confruntă cu compromisuri de alocare care pot afecta momentul reproducerii, creșterea și cantitatea de resurse alocate reproducerii (van Noordwijk și de Jong 1986; Stearns 1992; Roff 2002). Mai mult, în concordanță cu teoria soma de unică folosință, limitarea moderată a resurselor (adică restricția dietetică) s-a demonstrat teoretic și empiric că modifică expresia istoriei vieții și extinde durata de viață (Shanley și Kirkwood 2000; Kirkwood și Shanley 2005; Partridge și colab. 2005) . Disponibilitatea resurselor poate afecta, de asemenea, expresia unei varietăți de alte atribute de fitness, cum ar fi plasticitatea fenotipică adaptivă, depresia consangvinizantă și expresia senescenței și interacțiunile dintre disponibilitatea resurselor, iar aceste importante atribute de fitness atrag din ce în ce mai mult atenția cercetătorilor (de exemplu Chippindale și colab. 1997; Lee și colab. 2008; Zajitschek și colab. 2012; Harwood și colab. 2013).

De asemenea, s-a observat că, așa cum se aștepta teoretic, magnitudinea depresiei consangvinizate (adică, dauna relativă a condiției fizice suferite de descendenții consangvinizați în comparație cu descendenții consacrați; Charlesworth și Charlesworth 1987; Johnston și Schoen 1994) este în mod pozitiv legată de momentul în care așteptați înainte de a vă autodidact în absența colegilor (Escobar și colab. 2011). Adică, atunci când pedepsele asociate cu consangvinizarea sunt mai mari, indivizii evită (adică, întârzie) consangvinizarea într-o măsură mai mare. În schimb, atunci când depresia consangvinizantă este slabă sau absentă, indivizii nu întârzie să se îndepărteze. În timp ce se recunoaște din ce în ce mai mult că depresia consangvinizării se poate schimba în diferite condiții de mediu (Armbruster și Reed 2005; Cheptou și Donohue 2011), se știe foarte puțin despre modul în care mediul poate modifica simultan depresia consangvinizantă și modelul de evitare a consangvinizării (adică, întârzierea autoingresării) ).). Auld (2010) a arătat că prezența unor indicii de prădător a redus întârzierea în autoing și magnitudinea depresiei consangvinizate suferite de descendenți în melcul de apă dulce Physa acuta. Din câte știm, niciun studiu anterior nu a explorat efectul restricției alimentare asupra acestei relații.

Atunci când organismele exprimă un timp de așteptare înainte de a se auto-auto, de exemplu, pentru a evita depresia consangvinizantă, o consecință evidentă este că reproducerea este inițiată la o vârstă ulterioară. Vârsta în sine poate afecta succesul reproducerii, iar deteriorarea intra-individuală a condiției fizice cu vârsta (adică senescența) este un aspect observat pe larg al expresiei istoriei vieții în numeroase organisme (de exemplu, Rose 1991; Charmantier și colab. 2006; Escobar și colab. 2008; Auld și colab. 2014). Lucrările anterioare, în principal cu privire la insecte, au arătat că restricția dietetică poate modifica procesul de îmbătrânire, adesea prin încetinirea senescenței actuariale (duratei de viață) și a reproducerii (Moya - Laraño 2002; Partridge și colab. 2005; Lee și colab. 2008); aceste tipare pot fi, de asemenea, specifice sexului (Zajitschek și colab. 2009; Zajitschek și colab. 2012, 2013; Maklakov și colab. 2009). Colectiv, măsura în care dieta poate modifica expresia senescenței reproductive este un subiect care merită o analiză suplimentară, în special în contextul întregii istorii a vieții. Dacă, de exemplu, dieta modifică producția de ouă, dieta poate modifica și modul în care producția de ouă se deteriorează odată cu înaintarea în vârstă.

În acest studiu, folosim un design experimental factorial și un sistem de melci de apă dulce pentru a explora efectele interactive ale dietei asupra expresiei plasticității adaptive în vârstă la prima reproducere (adică, auto-întârziere), depresie consangvinizată și senescență reproductivă. Deoarece suntem interesați de efectele dietei asupra succesului reproductiv, multe dintre modelele pe care le explorăm sunt intergeneraționale, în care dieta parentală poate afecta supraviețuirea descendenților. Prin urmare, pot fi implicate efecte materne - efecte pe care părinții le au asupra fenotipului descendenților lor, independent de genotipul descendenților (Bernardo 1996; Mousseau și Fox 1998; Donohue 2009). În majoritatea condițiilor, dieta a modificat semnificativ expresia acestor trăsături legate de fitness.

Metode

Proiectare experimentală

Un total de 578 de melci din 22 de familii pline de familii din Physa acuta au fost crescute individual sub două diete diferite și două tratamente de disponibilitate pentru mate. Acești melci experimentali au fost descendenții generației a doua (G2) a adulților capturați în sălbăticie (G0) dintr-un iaz lângă West Chester, PA. Toți melcii G0 ( > 150) au fost izolate în laborator în cutii de plastic de 30 ml umplute cu apă filtrată cu carbon; am colectat ouă la intervale de 2 zile până când am avut

Analize statistice

Deoarece succesul reproductiv a fost măsurat pe fiecare individ în mai multe momente din timp, am examinat și efectele vârstei materne asupra supraviețuirii descendenților. Un efect negativ al vârstei indică prezența senescenței reproductive (Auld și colab. 2014). Am stabilit dacă sistemul de împerechere parentală și dieta au afectat aceste efecte de vârstă prin evaluarea semnificației termenilor de interacțiune bidirecțională (adică, vârsta * disponibilitatea partenerului și vârsta * dieta). Adică, am testat dacă sistemul de împerechere parentală și dieta au afectat rata senescenței reproductive. Pe măsură ce fiecare individ s-a reprodus de mai multe ori, aceste modele au inclus identitatea individuală ca factor aleatoriu (adică o analiză cu măsuri repetate). Am evaluat efectele interacțiunilor de vârstă și vârstă prin tratament asupra ratei de eclozare și a supraviețuirii post-eclozare a melcilor G3.