Effect of exposure to short-term heat stress on survival and fecundity in Drosophila ananassae

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Abstract:

In ectothermic organisms, temperature plays a vital role in survival and reproductive success. Founding isofemale lines from wild-collected females is a basic tool for characterizing quantitative traits in a natural population. The effects of heat shock, i.e., short exposure to heat stress, on survival and reproductive success in 10 recently collected isofemale lines of Drosophila ananassae Doleschall, 1858 were compared. Flies were treated as follows: (i) unstressed control; (ii) placed at 37°C for 90min (pre-treatment); (iii) placed at 40°C for 60min 24h before the fecundity test; and (iv) placed at 40°C for 60min with pre-treatment 16h before they were exposed to 40°C. The heat stress strongly affected survival. However, there was no significant difference between the survival of males and females. Furthermore, the female fecundity, measured as F1 offspring produced over the next 12days, was also reduced. Heat pre-treatment improved survival of both male and female and also improved female productivity. We found significant variation in female fecundity among isofemale lines, and intraclass correlations increased for stress treatments. The results suggest that a small increase in environmental stress may affect fitness traits, and there is enough genetic variation for thermal adaptation in D.ananassae.

Chez les organismes ectothermes, la température joue un rôle essentiel dans la survie et le succès reproductif. L’établissement de lignées isofemelles à partir de femelles récoltées en nature est une méthode courante pour préciser les caractéristiques quantitatives d’une population naturelle. Nous avons comparé les effets d’un choc thermique, soit une courte exposition à un stress thermique, sur la survie et le succès reproductif de dix lignées isofemelles de Drosophila ananassae Doleschall, 1858 prélevées peu de temps auparavant. Les mouches ont reçu les traitements suivants : (i) aucun stress (témoin); (ii) exposition à 37ºC pendant 90 min (pré-traitement); (iii) exposition à 40ºC pendant 60 min, 24 h avant la mesure de la fécondité et (iv) exposition à 40ºC pendant 60 min après un pré-traitement de 16 h. Le stress thermique affecte fortement la survie. Il n’y a pas, cependant, de différence entre la survie des mâles et celle des femelles. De plus, la fécondité des femelles, soit le nombre de rejetons de F1 produits pendant les 12 jours suivants, est aussi réduite. Le pré-traitement à la chaleur améliore la survie des mâles et des femelles ainsi que la fécondité des femelles. Il existe une variation significative de la fécondité des femelles d’une lignée isofemelle à une autre et les corrélations à l’intérieur des classes augmentent avec les traitements au stress. Ces résultats indiquent qu’un léger accroissement du stress du milieu peut affecter les caractéristiques de la fitness et qu’il existe chez D. ananassae suffisamment de variation génétique pour permettre une adaptation thermique.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2006

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