1. Adaptation and correlated fitness responses over two time scales in Drosophila suzukii populations evolving in different environments
- Author
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Olazcuaga, Laure, Foucaud, Julien, Gautier, Mathieu, Deschamps, Candice, Loiseau, Anne, Leménager, Nicolas, Facon, Benoit, Ravigné, Virginie, Hufbauer, Ruth, Estoup, Arnaud, Rode, Nicolas, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Colorado State University [Fort Collins] (CSU), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de La Réunion (UR), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Graduate Degree Program in Ecology, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), French Agence National pour la Recherche (ANR project SWING), French programme investissement d'avenir, and the LabEx CEMEB through the AAP 'invited scientist 2016', CeMEB LabEx/University of Montpellier (ANR-10-LABX-0004), INRAE-SPE starting grant, European Regional Development Fund (ERDF), Conseil Regional de La Reunion, European Union program FEFER FSE IEJ 2014-2020 (project CPADROL), INRAE scientific department SPE (AAP-SPE 2016), Occitanie region (France), National Science Foundation (DEB-0949619), USDA Agriculture and Food Research Initiative award (2014-67013-21594), Hatch project 1012868, French Agropolis Fondation (LabEx Agro-Montpellier) through the AAP ' International Mobility' (CfP 2015-02)., ANR-16-CE02-0015,SWING,Invasion mondiale de la drosophile à aile tachetée: Génétique, plasticité et potentiel évolutif(2016), ANR-10-LABX-0004,CeMEB,Mediterranean Center for Environment and Biodiversity(2010), ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
- Subjects
fitness trade‐off ,fitness landscape ,Facteur écologique ,Acclimatization ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,fitness trade-off ,Évolution ,specialization ,reciprocal transplant experiment ,Animals ,L50 - Physiologie et biochimie animales ,experimental evolution ,Adaptation physiologique ,Adaptation ,Ravageur des plantes ,Adaptation, Physiological ,Research Papers ,H10 - Ravageurs des plantes ,Culture Media ,Physiologie animale ,Drosophila ,Research Paper - Abstract
The process of local adaptation involves differential changes in fitness over time across different environments. Although experimental evolution studies have extensively tested for patterns of local adaptation at a single time point, there is relatively little research that examines fitness more than once during the time course of adaptation. We allowed replicate populations of the fruit pest Drosophila suzukii to evolve in one of eight different fruit media. After five generations, populations with the highest initial levels of maladaptation had mostly gone extinct, whereas experimental populations evolving on cherry, strawberry and cranberry media had survived. We measured the fitness of each surviving population in each of the three fruit media after five and after 26 generations of evolution. After five generations, adaptation to each medium was associated with increased fitness in the two other media. This was also true after 26 generations, except when populations that evolved on cranberry medium developed on cherry medium. These results suggest that, in the theoretical framework of a fitness landscape, the fitness optima of cherry and cranberry media are the furthest apart. Our results show that studying how fitness changes across several environments and across multiple generations provides insights into the dynamics of local adaptation that would not be evident if fitness were analysed at a single point in time. By allowing a qualitative mapping of an experimental fitness landscape, our approach will improve our understanding of the ecological factors that drive the evolution of local adaptation in D. suzukii., Using fitness landscape theory to study adaptation and correlated fitness responses over two time scales in Drosophila suzukii populations evolving in different fruit environments.
- Published
- 2021
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