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Physical variability and fluctuating asymmetry in heterozygous and homozygous populations of Rivulus marmoratus

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Abstract:

The debate over the influence of heterozygosity and homozygosity on developmental stability is ongoing, and rarely is an animal model found that represents these two genetic states in naturally occurring populations. Rivulus marmoratus (Pisces: Aplocheilidae), a small cyprinodontid fish indigenous to mangrove marshes of the western tropical Atlantic coast, may be an appropriate model. This species is well known as the only self-fertilizing hermaphroditic vertebrate, and populations normally consist of genetically diverse groups of homozygous clones. However, male fish are known from a few populations, and outcrossing has been documented from one area (Belize in Central America) where heterozygosity is the norm. Are there differences in developmental stability, as represented by fluctuating asymmetry (FA) and physical variability, between naturally occurring homozygous and heterozygous populations? Thirty-one meristic and morphometric characters in 180 fish from 10 populations were examined to determine physical variability. In addition, FA and the presence of physical anomalies were analyzed. Belize fish (heterozygous) were compared with eight other (homozygous) populations. To control for possible environmental effects, offspring of two populations (Belize and Florida) were reared at 25°C and similarly analyzed. The FA analyses and variability comparisons revealed no differences between heterozygous and homozygous populations, and the same was true for fish reared at a constant temperature. However, some populations (e.g., Brazil) were more variable than others. These results indicate that coadapted gene complexes may be more important than heterozygosity in canalizing developmental stability in this animal.

La controverse au sujet de l'influence de l'hétérozygotie et de l'homozygotie sur la stabilité du développement se poursuit et il est difficile de trouver un modèle animal qui puisse représenter les deux conditions génétiques chez des populations naturelles. Rivulus marmoratus (Pisces : Aplocheilidae), un petit poisson cyprinodonte indigène des mangroves de l'Atlantique tropical occidental, est potentiellement un bon modèle. C'est la seule espèce de vertébré hermaphrodite à s'auto-féconder et les populations sont ordinairement constituées de groupes génétiquement diversifiés de clones homozygotes. Cependant, les mâles existent chez quelques populations et des croisements allogames ont pu être réalisés en une région (Bélize, l'Amerique centrale) où l'hétérozygotie est la condition normale. Existe-t-il des différences dans la stabilité du développement, telles que mesurées par l'asymétrie fluctuante et la variabilité physique, entre les populations naturelles homozygotes et hétérozygotes? Trente et une mesures méristiques et morphométriques relevées sur 180 poissons de 10 populations ont permis d'évaluer la variabilité physique. En outre, l'asymétrie fluctuante et la présence d'anomalies physiques ont été analysées. Les poissons du Bélize (hétérozygotes) ont été comparés à ceux de huit autres populations (homozygotes). Pour contrer les effets possibles de l'environnement, les progénitures de deux populations (Bélize et Floride) ont été élevées à 25°C et analysées de la même manière. Les analyses de l'asymétrie fluctuante et les comparaisons de la variabilité n'ont révélé aucune différence entre les populations hétérozygotes et homozygotes, ni entre les différents poissons gardés à température constante. Cependant, certaines populations (e.g., du Brésil) sont plus variables que d'autres. Ces résultats peuvent indiquer que les complexes génétiques coadaptés ont plus d'influence que l'hétérozygotie sur la canalisation de la stabilité du développement chez cet animal.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2001

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