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The effects of constant and fluctuating incubation temperatures on sex determination, growth, and performance in the tortoise Gopherus polyphemus

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Abstract:

Temperature-dependent sex determination is one of the best documented yet evolutionarily enigmatic sex-determining systems. The classical theoretical framework suggests that temperature-dependent sex determination will be adaptive when males and females benefit differentially from development at certain temperatures. Empirical evidence has not provided convincing support for this "differential-fitness" hypothesis. Furthermore, since most experiments utilize constant temperature incubation treatments to explore phenotypic response to temperature, few studies have addressed the consequences of incubation under natural conditions. In this study I utilized constant-temperature laboratory incubations and natural-nest incubations to determine the effects of temperature on sex, size, growth, and locomotor performance in the tortoise Gopherus polyphemus. Constant-temperature incubations do induce substantial growth and performance variation in these tortoises. However, the data do not clearly support the differential-fitness hypothesis because (i) growth variation does not result in adult size dimorphism, (ii) performance differences are confined to a very short period after hatching, and (iii) natural incubation temperatures do not vary sufficiently to produce significant phenotypic variation in traits other than sex.

La détermination du sexe en fonction de la température (TSD) est l'un des systèmes évolutifs de détermination du sexe les plus étudiés et, malgré cela, l'un des plus énigmatiques. Le cadre théorique classique laisse croire que la TSD est adaptative lorsque les mâles et les femelles bénéficient différemment du développement à des températures données. Les données empiriques ne supportent pas de façon convaincante l'hypothèse du « fitness différentiel ». De plus, comme dans la plupart des expériences destinées à explorer la réponse phénotypique à la température l'incubation se fait à température constante, peu de chercheurs ont examiné les conséquences de l'incubation dans des conditions naturelles. Dans cette recherche, j'étudie l'incubation dans des conditions de laboratoire à température constante et dans des conditions naturelles d'incubation au nid pour déterminer les effets de la température sur le sexe, la taille, la croissance et la performance locomotrice de la tortue Gopherus polyphemus. Les incubations à température constante donnent lieu à des variations importantes de la croissance et de la performance chez ces tortues. Cependant, les données ne supportent pas vraiment l'hypothèse du fitness différentiel puisque (i) la variation dans la croissance ne résulte pas en un dimorphisme sexuel de la taille chez les adultes, (ii) les différences de performance sont limitées à une très courte période après l'éclosion et (iii) les températures d'incubation dans des conditions naturelles ne varient pas suffisamment pour produire une variation phénotypique significative des caractéristiques autres que le sexe.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-09-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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