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Life-history plasticity in hosts (Lymnaea elodes) exposed to differing resources and parasitism

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Abstract:

Assessing phenotypic expression across environments is essential for understanding the evolution of life histories, yet relatively few studies have empirically determined the role that multiple environmental factors play in altering animal phenotypes. We used a multifactorial approach to investigate the effects of both infection of Echinostoma revolutum (Frölich, 1802) and nutrient availability on phenotypic expressions in lines of the snail Lymnaea elodes (Say, 1821). Lines were initially established via selfing events followed by breeding (within lines) over the next four generations. Juveniles from each line were then size-matched and randomly exposed to parasite (exposed / sham-exposed) and diet (high protein / low protein) treatments, generating a 2 (line) × 2 (diet) × 2 (exposure) factorial design. Snail growth, reproduction, and survival were monitored over 5 weeks. Analyses revealed an interactive effect of host line and infection status on host growth. Main effects of both snail line and diet also significantly influenced host growth. Reproductive patterns differed between lines, with snails from one line producing egg masses and eggs in all treatments, and snails from the second line producing minimal eggs in only a single treatment. Snail survival remained similar between snail lines. Results from this study suggest that snail life-history traits can vary dramatically as a result of host genetics, the environment, and the interaction between these factors. Reasons for the occurrence and maintenance of this variability in life-history traits are discussed.

Pour bien comprendre l'évolution des cycles biologiques, il est essentiel d'évaluer l'expression phénotypique dans les divers environnements; il existe néanmoins peu d'études empiriques du rôle des facteurs multiples du milieu dans la modification des phénotypes animaux. Nous avons utilisé une méthodologie multidimensionnelle afin d'évaluer les effets conjoints d'une infection à Echinostoma revolutum (Frölich, 1802) et de la disponibilité des nutriments sur les expressions phénotypiques de lignées de gastéropodes Lymnaea elodes (Say, 1821). Les lignées ont été établies au départ par autofécondation suivie de fécondation croisée (à l'intérieur de chaque lignée) pendant les quatre générations suivantes. Les jeunes de chaque lignée ont été triés en fonction de la taille et choisis au hasard pour être exposés au parasite (exposition réelle / exposition simulée) et à des régimes différents (riche en protéines / pauvre en protéines), ce qui a donné un plan d'expérience factoriel de 2 (lignée) × 2 (régime) × 2 (exposition au parasite). Nous avons mesuré au cours des 5 semaines suivantes la croissance, la reproduction et la survie des gastéropodes. Nos analyses indiquent un effet interactif entre la lignée de l'hôte et l'état infectieux sur la croissance de l'hôte. Les effets principaux conjoints de la lignée et du régime influencent aussi significativement la croissance de l'hôte. Les patterns de reproduction varient d'une lignée à l'autre: les gastéropodes d'une lignée ont produit des masses d'oeufs et des oeufs dans toutes les conditions expérimentales, alors que ceux de l'autre lignée ont déposé un petit nombre d'oeufs dans une seule des conditions expérimentales. La survie est la même dans les deux lignées. Les résultats de notre étude indiquent que les caractéristiques démographiques des gastéropodes peuvent varier considérablement en fonction des caractéristiques génétiques de l'hôte, du milieu et des interactions entre ces facteurs. Les raisons qui expliquent la présence et le maintien d'une telle variabilité des caractéristiques démographiques font l'objet d'une discussion.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-10-01

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