Replicated ecological landscapes and the evolution of morphological diversity among Gasterosteus populations from an archipelago on the west coast of Canada

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Abstract:

We investigated defence and trophic morphology of 40 freshwater stickleback (Gasterosteus aculeatus L., 1758) populations from the Banks–Estevan archipelago for comparison with the isolated stickleback populations from the nearby Haida Gwaii archipelago. Using 14 size-standardized metric traits and 11 meristic or categorical traits from 1706 individuals (14–54/site), we found that the first principal component (PC1) defined a defence apparatus characterized by high loadings for pelvic spine length, number of forks on the ascending process, number of lateral plates, and overlap between lateral and basal plates. The second component (PC2) defined a trophic apparatus characterized by high loadings for gape length, eye diameter, and body depth. Populations with loss of spines, loss of plates, increased gape, increased body depth, and low gill raker number were most prevalent in ponds and shallow lakes with low conductivity. Most traits were sexually dimorphic, with males exhibiting greater armature and increased benthic trophic adaptations. We observed substantially less morphological variability among Banks–Estevan stickleback populations than among the Haida Gwaii populations and one instance of common ancestry or convergence to the giant black stickleback of Haida Gwaii.

Nous avons étudié les structures de défense et la morphologie trophique chez 40 populations d’eau douce de l’épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus L., 1758) de l’archipel de Banks–Estevan pour les comparer à celles des populations isolées de l’archipel voisin Haida Gwaii. À l’étude de 14 caractéristiques métriques standardisées en fonction de la taille et de 11 caractéristiques méristiques ou catégoriques chez 1706 individus (étendue de 14–54/site), nous trouvons que la première composante principale (PC1) définit un appareil de défense caractérisé par des poids élevés pour la longueur de l’épine pelvienne, le nombre de fourches sur le processus ascendant, le nombre de plaques latérales et la superposition des plaques latérales et basales. La seconde composante principale (PC2) définit un appareil trophique caractérisé par des poids élevées pour la longueur de l’ouverture de la bouche, le diamètre de l’oeil et la profondeur du corps. Les populations caractérisées par la perte des épines, la perte des plaques, une grande ouverture de la bouche, un grande profondeur du corps et un petit nombre de branchiospines tendent à prédominer dans les étangs et les lacs peu profonds de faible conductivité. La plupart des caractéristiques sont dimorphes en fonction du sexe: les mâles possèdent une armature plus élaborée et des adaptations trophiques plus importantes pour la vie benthique. Il existe substantiellement moins de variabilité morphologique chez les populations de Banks–Estevan que dans celles de Haida Gwaii; nous avons observé un cas d’ascendance commune ou de convergence avec l’épinoche noire géante de Haida Gwaii.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2006

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