Revista Chilena de Historia Natural (Mar 2001)
Coadaptation: lessons from the brine shrimp Artemia, "the aquatic Drosophila" (Crustacea; Anostraca) Coadaptación: lecciones desde el camarón de salmuera Artemia, "la Drosophila acuática" (Crustacea; Anostraca)
Abstract
During the fifties Brncic and the Dobzhansky's school, using the fruit fly Drosophila as a test organism, introduced the term integration of the genotype, or genetic coadaptation, which has had great impact on thinking in today's evolutionary biology. In this work we use the brine shrimp Artemia - in many respects a sort of aquatic Drosophila- as a model organism to evaluate the relationship between population structure, potential for divergence and the degree of morphological and/or genetic change. These aspects, tightly linked with the organization of the genotype, are important to understanding how recombination and adaptive release of genetic and phenotypic variation affect the speciation process in Artemia. Analysis of genetic (allozyme, diploid and chromocentre numbers), morphological (Mahalanobis distances) and reproductive data (cross-fertility tests) available for populations of the bisexual, endemic species of the Americas, Artemia franciscana and A. persimilis, indicate that: (i) A. franciscana and A. persimilis are morphologically distinct in correspondence with observed genetic differences (D Nei > 1; 2n = 42 and 44; 12.5 and 1.5 mean chromocentre numbers, respectively); (ii) populations from Chile and other South American localities (mainly A. franciscana) display high levels of genetic variability and a trend to develop large genetic distances between populations; (iii) the plasticity of Artemia gene pool is associated, at least in part, with ecological heterogeneity. Hence an adaptive divergence mode is thought to best define the speciation process in Artemia; (iv) the succesful production of laboratory hybrids in the allopatric Artemia populations studied in the Americas, a feature seen in other anostracods, could be explained by the fact that formerly allopatric populations have not achieved later sympatry, as required by the allopatric speciation paradigmEn los años cincuenta Brncic y la escuela de Dobzhansky introdujeron el término integración del genotipo, o coadaptación genética, usando la mosca de la fruta Drosophila como organismo de experimentación, el cual ha tenido gran impacto en el la biología evolutiva actual. En este trabajo utilizamos al camarón de salmuera Artemia, en muchos aspectos una suerte de Drosophila acuática, como organismo modelo para evaluar la relación entre estructura poblacional, potencial de divergencia y el grado de cambio morfológico y/o genético. Estos aspectos, estrechamente ligados a la organización del genotipo, son importantes para entender como la recombinación y la liberación adaptativa de variación genética y fenotípica afectan el proceso de especiación en Artemia. El análisis de datos genéticos (aloenzimas, número diploide y de cromocentros), morfológicos (distancia de Mahalanobis) y reproductivos (pruebas de fertilidad cruzada) disponibles para las poblaciones bisexuales, endémicas de las Americas, Artemia franciscana y A. persimilis, indican que: (i) A. franciscana y A. persimilis son morfológicamente distintas en correspondencia con las diferencias genéticas observadas (D Nei > 1; 2n = 42 y 44; 12,5 y 1,5 número promedio de cromocentros, respectivamente); (ii) poblaciones de Chile y otras localidades Sudamericanas (principalmente A. franciscana) exhiben altos niveles de variabilidad genética y una tendencia a desarrollar grandes distancias genéticas entre poblaciones; (iii) la plasticidad del acervo de genes en Artemia está asociado, al menos en parte, con la heterogeneidad ecológica. Por este motivo el modelo de divergencia adaptativa es el que mejor define el proceso de especiación en Artemia; (iv) la producción de híbridos de laboratorio entre las poblaciones alopátricas de América estudiadas, un rasgo observado también en otros anostrácodos, podría explicarse por el hecho de que poblaciones originalmente alopátricas no han logrado posterior simpatría, como requiere el paradigma de especiación alopátrico
