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A reconnaissance of population genetic variation in arctic and subarctic sulfur butterflies (Colias spp.; Lepidoptera, Pieridae)

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Abstract:

Genotype–phenotype–environment interactions in temperate-zone species of Colias Fabricius, 1807 have been well studied in evolutionary terms. Arctic and alpine habitats present a different range of ecological, especially thermal, conditions under which such work could be extended across species and higher clades. To this end, we survey variation in three genes that code for phosphoglucose isomerase (PGI), phosphoglucomutase (PGM), and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in seven arctic and alpine Colias taxa (one only for G6PD). These genes are highly polymorphic in all taxa studied. Patterns of variation for the PGI gene in these northern taxa suggest that the balancing selection seen at this gene in temperate-zone taxa may extend throughout northern North America. Comparative study of these taxa may thus give insight into the mechanisms driving genetic differentiation among subspecies, species, and broader clades, supporting the study of both micro- and macro-evolutionary questions.

L'étude des interactions génotype–phénotype–environnement chez les papillons Colias Fabricius, 1807 de la région tempérée s'est faite dans une perspective évolutive. Les habitats arctiques et alpins offrent une gamme différente de conditions écologiques et, en particulier, thermiques dans lesquelles un tel travail peut s'étendre au niveau des espèces et des clades supérieurs. Dans ce but, nous avons étudié la variation de trois gènes — ceux de la phosphoglucose isomérase (PGI), de la phosphoglucomutase (PGM) et de la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) — chez sept taxons de Colias arctiques et alpins (un seul taxon pour G6PD). Ces gènes sont fortement polymorphes chez tous les taxons étudiés. Les patrons de variation de gène PGI chez ces taxons nordiques laissent croire que la sélection d'équilibre qui affecte ce gène chez les taxons de la région tempérée peut s'étendre au travers de toute l'Amérique du Nord. L'étude comparée de ces taxons peut ouvrir des perspectives sur les mécanismes qui poussent à la différentiation génétique dans les sous-espèces, les espèces et les clades plus larges et conduire à l'étude de questions à la fois de micro- et de macro-évolution.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-12-01

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