Translate this page to:
Spanish
In JoVE (1)
Other Publications (9)
Automatic Translation
This translation into Spanish was automatically generated.
English Version | Other Languages
Articles by R. Craig Stillwell in JoVE
JoVE General
La manipulación experimental del tamaño del cuerpo para la estimación de las relaciones morfológicas de escala en Drosophila
1Department of Biology & Biochemistry, University of Houston, 2Department of Zoology, Michigan State University
Relaciones morfológicas escala capturar y describir la forma del organismo. Se presenta un método para medir las relaciones morfológicas de escala a través del área de distribución natural de los tamaños de cuerpo de los insectos totalmente metamórficas. Utilizando una sencilla manipulación de la dieta se aumenta la distribución de tamaños de característica, que permite la descripción exacta de cómo la forma y el tamaño de co-varían.
Other articles by R. Craig Stillwell on PubMed
La Arquitectura Genética De La Vida Y Las Tasas De Mortalidad: Diferencias De Género Y Especie En Carga De Endogamia De Dos Escarabajos De Alimentación Con Semillas
Examinamos la carga de endogamia para la vida adulta y las tasas de mortalidad de semillas de dos especies de escarabajos, Callosobruchus maculatus y estator limbatus. Carga de endogamia difiere substancialmente entre machos y hembras en ambas poblaciones de estudio de C. maculatus--vida de hembras consanguíneas fue 9-13% más corto que la vida útil de las hembras exogámica, mientras que la vida útil de los machos endogámicos no difirió de la vida útil de los machos exogámica. El efecto de la endogamia en la vida femenina fue en gran parte debido al aumento de la pendiente de la curva de mortalidad. En cambio, la endogamia tenía solamente un efecto pequeño sobre la vida de S. limbatus--longevidad de escarabajos consanguíneos fueron aproximadamente un 5% más corto que las de escarabajos exogámica, y no hubo diferencias en la carga de la endogamia entre los sexos. La carga de endogamia para vida media era de aproximadamente 0.4-0.6 letales equivalentes por gametos haploides para mujer C. maculatus y aproximadamente 0.2-0.3 para machos y hembras de S. limbatus, todo dentro de la gama de los estimados obtenidos comúnmente para Drosophila. Sin embargo, contrariamente a las predicciones de los modelos de mutación-acumulación, carga de endogamia para loci que afectan a las tasas de mortalidad no aumentó con la edad en cada especie, a pesar de un efecto de la endogamia en la tasa inicial de aumento en la mortalidad. Esto era porque las tasas de mortalidad se desaceleró con edad y convergieron en una meseta de mortalidad para los escarabajos exogámica tanto consanguíneas.
Cuando Rensch Cumple Bergmann: ¿cambia De Dimorfismo Sexual De Tamaño Sistemáticamente Con La Latitud?
Reglas de Bergmann y de Rensch describen patrones comunes a gran escala de variación del tamaño de cuerpo, pero sus causas subyacentes permanecen fuera de alcance. Regla de Bergmann dice que los organismos son más grandes en latitudes más altas (o en climas más fríos). Regla establece de RENSCH que cuerpo masculino tamaño varía (o evolutivamente diverge) tamaño de cuerpo más femenino entre especies, resultando en pendientes mayores a uno cuando tamaño masculino se regresa en tamaño femenino. Utilizamos estudios publicados de clines de tamaño de cuerpo latitudinal específicas por sexo en vertebrados e invertebrados para investigar patrones equivalentes a regla de Rensch entre poblaciones dentro de las especies y para evaluar a su posible relación con la regla de Bergmann. Consistente con estudios previos, encontramos un continuum de Bergmann (mayor en latitudes más altas: 58 especies) y conversan clines de tamaño de cuerpo de Bergmann (mayor en latitudes más bajas: 40 especies). Haciendo caso omiso de latitud, macho tamaño fue más variable que el tamaño de la mujer en sólo 55 de 98 especies, sugiriendo que variación intraespecífica en dimorfismo sexual de tamaño generalmente no cumple con la regla de Rensch. En cambio, en una mayoría significativa de cuerpo latitudinal masculino de la especie (66 de 98) clines tamaño eran más pronunciadas que las de las hembras. Este patrón es consistente con una versión latitudinal de regla de Rensch y sugiere que algún factor que varía sistemáticamente con la latitud es responsable de producir la regla de Rensch entre poblaciones dentro de las especies. Identificar los mecanismos subyacentes requerirá estudios cuantificar la variación latitudinal en sexo natural y selección sexual en tamaño de cuerpo.
Efectos Ambientales Sobre El Dimorfismo Sexual De Tamaño De Un Escarabajo De La Semilla-alimentación
Dimorfismo sexual de tamaño está muy extendida en los animales, pero varía considerablemente entre especies y entre poblaciones dentro de las especies. Gran parte de esta variación se supone que debido a la variación en la selección de machos y hembras. Sin embargo, las variables ambientales afecten el desarrollo de hembras y machos diferentemente, generando variación en dimorfismo. Aquí usamos un diseño experimental factorial para examinar simultáneamente los efectos del anfitrión cría y la temperatura sobre el dimorfismo sexual del escarabajo de la semilla, Callosobruchus maculatus. Encontramos que los sexos difieren en plasticidad fenotípica de tamaño de cuerpo en respuesta a la cría de temperatura pero no cría anfitrión, creando una variación sustancial por temperatura en dimorfismo sexual; las hembras eran más grandes que los machos a todas las temperaturas, pero el grado de este dimorfismo fue menor a la temperatura más baja. Este cambio en dimorfismo fue debido a una diferencia de género en el efecto de la temperatura sobre la tasa de crecimiento y no debido a las diferencias sexuales en la plasticidad del tiempo de desarrollo. Además, la proporción de sexos (proporción de machos) disminuyó con la disminución de la temperatura y se convirtió en sesgo de mujer en la temperatura más baja. Esto sugiere que el cambio de temperatura-inducida de dimorfismo es potencialmente debido a un cambio en la mortalidad de larva no aleatoria de machos y hembras. Esta implicación más importante de este estudio es que la temperatura de cría puede generar considerable variación intraespecífica en el grado de dimorfismo sexual de tamaño, aunque la mayoría de los estudios asume ese dimorfismo varía poco entre especies. Los estudios futuros deben centrarse en las diferencias sexuales en plasticidad fenotípica de tamaño de cuerpo que sean una consecuencia de canalización adaptativa de un sexo contra variación ambiental de temperatura o si simplemente reflejan una consecuencia de las diferencias de desarrollo no adaptativas entre machos y hembras.
Plasticidad Fenotípica En Un Mundo Complejo: Efectos Interactivos De Alimento Y La Temperatura En Los Componentes De La Aptitud De Un Escarabajo De La Semilla
Mayoría de los estudios de plasticidad fenotípica investiga los efectos de un factor ambiental individual en fenotipos del organismo. Sin embargo, los organismos existen en un mundo ecológicamente complejo donde múltiples factores ambientales pueden interactuar a afectar el crecimiento, desarrollo e historias de vida. Aquí, usando un diseño experimental multifactorial, examinamos los efectos independientes e interactivos de dos factores ambientales, cría de especies huésped (Vigna radiata, Vigna angularis y Vigna unguiculata) y temperatura (20, 25, 30 y 35 grados C), en las características de crecimiento y de la historia de la vida en dos poblaciones [Burkina Faso (BF) y sur de la India (SI)] del escarabajo de la semilla, Callosobruchus maculatus. Las estudio de dos poblaciones de escarabajos respondieron diferentemente al anfitrión cría y la temperatura. También encontramos una interacción significativa entre el anfitrión y temperatura para tamaño de cuerpo, fecundidad de crecimiento tasa y mujer toda la vida pero el tiempo de desarrollo larval no o supervivencia larval de la cría. La interacción fue más evidente para la tasa de crecimiento; la variación en la tasa de crecimiento entre anfitriones aumenta con el aumento de temperatura. Sin embargo, los detalles de las diferencias del anfitrión diferenciaron entre nuestros dos estudio poblaciones; el grado al cual V. unguiculata fue un anfitrión mejor que V. angularis o V. radiata aumentado en temperaturas más altas para los escarabajos BF, mientras que el grado en que V. unguiculata era el peor host aumentó en temperaturas más altas para SI escarabajos. También encontramos que las heredabilidades de crecimiento total, cuerpo, tasa y fecundidad eran similares entre hosts de cría y temperaturas, y que la correlación genética entre temperatura no fue afectada por el anfitrión cría, sugiriendo que la arquitectura genética es generalmente estable en condiciones de cría. El hallazgo más importante de nuestro estudio es que varios factores ambientales pueden interactuar para afectar el crecimiento del organismo, pero el grado de interacción y así el grado de complejidad de la plasticidad fenotípica, varía entre caracteres y entre las poblaciones.
Variación Geográfica En Tamaño De Cuerpo Y Dimorfismo Sexual De Tamaño De Un Escarabajo De La Semilla De La Alimentación
Tamaño de cuerpo de muchos animales varía con la latitud: tamaño corporal sea mayor en latitudes más altas (regla de Bergmann) o más pequeño en latitudes más altas (regla de Bergmann converse). Sin embargo, las causas subyacentes de estos patrones son poco conocidas. Además, estudios raramente exploran cómo sexual tamaño dimorfismo varía con la latitud. Aquí investigamos variación geográfica en tamaño de cuerpo y dimorfismo sexual de tamaño de la semilla-alimentación escarabajo estator limbatus, recogidas de 95 lugares a lo largo de un rango de 38 grados de latitud. Examinamos 14 variables para probar si clines en factores ambientales son suficientes para explicar los patrones geográficos de tamaño de cuerpo. Encontramos que tamaño de cuerpo y dimorfismo sexual de tamaño de S. limbatus variaron considerablemente con la latitud; escarabajos fueron más pequeñas pero más dimorfismo en latitudes más bajas. Tamaño de cuerpo no se correlacionó con un gradiente de temperatura media, contrariamente a la hipótesis comúnmente aceptada que clines son producidos por gradientes latitudinales en la temperatura. En cambio, se encontró que tres factores eran adecuadas para explicar el cline en tamaño de cuerpo: variación clinal en tamaño de semilla de la planta huésped, humedad (humedad) y la estacionalidad (variación en la temperatura, precipitación y humedad). También encontramos que el cline en dimorfismo sexual de tamaño era parcialmente explicable por un gradiente de humedad, aunque sola la humedad no era suficiente para explicar la cline. Otras variables ecológicas o ambientales deben contribuir necesariamente a diferencias en la selección en hombre versus tamaño de cuerpo de la mujer. Las consecuencias principales de nuestro estudio están que los sexos se diferencian en la magnitud de variación clinal en tamaño de cuerpo, creando variación latitudinal en el dimorfismo sexual de tamaño, y que clines en tamaño de cuerpo de escarabajos de la semilla son probablemente influenciado por la variación en el tamaño de la semilla del anfitrión, la disponibilidad de agua y estacionalidad.
Selección No Favorece a Mayor Tamaño De Cuerpo a Temperatura Más Baja En Un Escarabajo De La Semilla De La Alimentación
Tamaño de cuerpo de muchos animales aumenta con el aumento de latitud, un fenómeno conocido como regla de Bergmann (Bergmann clines). Gradientes latitudinales en la temperatura media con frecuencia se supone que la causa subyacente de este patrón porque la temperatura covaries sistemáticamente con la latitud, pero no está claro si y cómo la temperatura media selección en tamaño de cuerpo. Para probar la hipótesis de que la "relativa" ventaja de ser más grande es mayor en temperaturas más frescas, comparamos la aptitud de replicadas líneas del escarabajo de la semilla, Stator limbatus, para que el cuerpo fue manipulado tamaño mediante selección artificial ("Grande," Control"y"Pequeñas"líneas), cuando en las temperaturas de alto (34 grados C) y bajas (22 grados C). Escarabajos de cuerpo grande (grandes líneas) tomaron más tiempo para desarrollar pero tenían la fecundidad más alta de toda la vida y el gimnasio más alto (r(C)), en tanto bajas y altas temperaturas. Sin embargo, la diferencia relativa entre las grandes y pequeñas líneas no cambió con la temperatura (repetición 2) o fue mayor en la temperatura alta (repetición 1), contrariamente a la predicción de que la ventaja de la aptitud de ser grande en relación con pequeños disminuirá con el aumento de temperatura. Nuestros resultados son consistentes con dos estudios previos de este escarabajo de la semilla, pero incompatible con estudios previos que sugieren que la selección de temperatura-mediada en tamaño de cuerpo es una importante contribución a la producción de Bergmann clines. Concluimos que otras variables ambientales y ecológicos que covary con la latitud son más propensos a producir el gradiente en la selección natural responsable de generar Bergmann clines.
Diferencias De Sexo En Plasticidad Fenotípica Afectan La Variación En El Dimorfismo Sexual De Tamaño En Insectos: Desde La Fisiología a La Evolución
Machos y hembras de casi todos los animales difieren en su tamaño de cuerpo, un fenómeno llamado dimorfismo sexual de tamaño (SSD). El grado y la dirección de SSD varían considerablemente entre taxones, entre poblaciones dentro de las especies. Una cantidad considerable de esta variación es debido a las diferencias de sexo en la plasticidad de tamaño de cuerpo. Examinamos cómo se genera la variación en estas diferencias de sexo mediante la exploración de las diferencias de sexo en plasticidad en tiempo de desarrollo y tasa de crecimiento y la regulación fisiológica de estas diferencias (por ejemplo, diferencias de sexo en el Reglamento por el sistema endocrino). Exploramos hipótesis adaptativas propuestos para explicar las diferencias de sexo en plasticidad, los que predicen que la plasticidad será menor para rasgos bajo fuerte selección (canalización adaptativo) incluidos o mayor para rasgos bajo fuerte selección direccional (dependencia de la condición), pero pocos estudios han probado estas hipótesis. Estudios que combinan mecanismos próximas y últimas ofrecen gran promesa para la variación de la comprensión en SSD y diferencias de género en la plasticidad de tamaño de cuerpo de los insectos.
Una Perspectiva Del Desarrollo En La Evolución Del Dimorfismo Sexual Del Tamaño De Una Polilla
Machos y hembras de casi todos los organismos exhiben diferencias sexuales en tamaño de cuerpo, un fenómeno llamado dimorfismo sexual de tamaño (SSD). Evolución de los sexos para diferentes tamaños, a pesar de compartir los mismos genes que controlan el crecimiento y desarrollo, y por lo tanto una arquitectura genética común, sigue siendo elusiva. Aquí, demostramos que la arquitectura genética (heredabilidades y correlaciones genéticas) del mecanismo fisiológico que regula el tamaño durante la última etapa de desarrollo de larva de la polilla, diferencia entre los sexos y así probablemente facilita, algo que dificulta, la evolución de las SSD. Además, demostramos que el sistema endocrino juega un papel fundamental en la generación de SSD. Nuestros resultados demuestran que el conocimiento de la arquitectura genética subyacente a los procesos fisiológicos durante el desarrollo que finalmente produce SSD en adultos puede dilucidar cómo hombres y mujeres de organismos evolucionan para ser de diferentes tamaños.
Diferencias De Género En La Plasticidad Fenotípica De Un Mecanismo Que Controla El Tamaño Del Cuerpo: Implicaciones Para El Dimorfismo Sexual De Tamaño
El grado o la dirección de dimorfismo sexual de tamaño (SSD) varía considerablemente entre especies y entre poblaciones dentro de las especies. Aunque esta variación es en parte genéticamente basado, gran parte de ella es probablemente debido a los sexos que exhibe diferencias en la plasticidad de tamaño de cuerpo. Aquí, utilizamos el hawkmoth, Manduca sexta, para probar la hipótesis que las polillas criadas en las cualidades de la dieta diferente y a diferentes temperaturas exhibirán plasticidad de tamaño de cuerpo de sexo. Además, exploramos los mecanismos proximal que potencialmente crean sexo plasticidad examinando tres variables fisiológicas conocidas para regular el tamaño de cuerpo en este insecto: la tasa de crecimiento, el peso crítico (que mide el cese de la secreción de la hormona juvenil de la corpora allata) y el intervalo a la cesación del crecimiento (ICG; que mide el intervalo de tiempo entre el peso de la crítico y la secreción de los ecdysteroids que regulan la pupación y metamorfosis). Encontramos que la masa de larvas de pico de machos y hembras no exhibieron sexo plasticidad en respuesta a la dieta o la temperatura. Sin embargo, los sexos exhiben plasticidad específicas por sexo en el mecanismo que controla el tamaño; machos y hembras exhibieron sexo plasticidad en la tasa de crecimiento y el peso crítico en respuesta a la dieta y la temperatura, mientras que el ICG sólo exhibieron sexo plasticidad en respuesta a la dieta. Nuestros resultados sugieren que es importante para los sexos mantener el mismo grado de SSD en entornos y que esto se logra mediante los sexos que exhibe sensibilidad diferencial de los factores fisiológicos que determinan el tamaño del cuerpo a la variación ambiental.
