Effect of environmental stress on reproduction in hermaphroditic and dioecious populations of Caenorhabditis elegans

Paradoks rozmnażania seksualnego, które, pomimo kosztów, u organizmów wielokomórkowych jest dominującym sposobem propagacji genów, jest szeroko dyskutowanym zagadnieniem. Dominujące obecnie hipotezy, dotyczące powstania tego sposobu reprodukcji, na tapet biorą korzyści wynikające z procesu rekombinacji. Tasowanie genów jest szczególnie korzystne podczas adaptacji do nowych warunków środowiska. W związku z tym badacze sprawdzają, jak wygląda dynamika adaptacji u organizmów różniących się systemami rozrodczymi, na które oddziałuje ten sam czynnik środowiskowy. Jednak siła stresu nie zależy tylko od stresora, jego rodzaju, natężenia lub sposobu działania, ale też od właściwości organizmu na który wpływa. Dlatego organizmy mogą wykazywać różną wrażliwość na ten sam bodziec, a więc siła selekcji i tempo dostosowywania się do nowych warunków będą odmienne. Badając rolę rekombinacji w procesie adaptacji do zmian środowiska, u organizmów o odmiennych systemach rozrodczych, należy uwzględnić, czy między nimi nie występują różnice we wrażliwości na dany czynnik. Pominięcie tej kwestii i interpretowanie wyników tylko w kontekście tempa rekombinacji, może skutkować niedoszacowaniem lub przeszacowaniem roli rekombinacji w procesie powstawania adaptacji. Celem pracy było ustalenie, czy niecnienie Caenorhabditis elegans pochodzące z populacji typu dzikiego, w której dominującym sposobem reprodukcji jest samozapłodnienie, różnią się wrażliwością na lewamizol od osobników pochodzących z populacji rozdzielnopłciowej, w której jedynym sposobem rozmnażania jest krzyżowanie. W wykonanych eksperymentach, w warunkach kontrolnych i po ekspozycji na nematocyd, sprawdzano proporcję samców lub liczbę potomstwa, produkowanego przez hermafrodyty oraz samice. Żadną z tych metod nie wykazano, że lewamizol wpływa w odmienny sposób na dostosowanie nicienie różniących się systemami reprodukcyjnymi

The paradox of sexual reproduction, which, despite its cost, is the dominant mode of gene propagation in multicellular organisms, is a widely debated topic. The prevailing hypotheses concerning this reproduction method's emergence take advantage of the recombination process during adaptation. Gene shuffling is especially beneficial when adapting to new environmental conditions. Therefore, researchers are checking the dynamics of adaptation in organisms that differ in breeding systems after affecting by the same environmental factor. However, the strength of environmental stress depends not only on the stressor, its type, intensity, or mode of action but also on the properties of the organism it affects. Therefore, organisms may show different sensitivity to the same environmental challenge, so the selective pressure and the pace of adapting to new conditions will differ. When studying the role of recombination in adapting to environmental changes in organisms with different reproductive systems, it should be considered whether there are differences in sensitivity to a given factor between them. Omitting this issue and interpreting the results only in the context of the level of outcrossing and recombination rate, may result in underestimating or overestimating the role of recombination in the adaptation process. The study aimed to determine whether nematodes of Caenorhabditis elegans from the wild-type population, where self-fertilization is the dominant mode of reproduction, differ in sensitivity to levamisole between individuals from the dioecious population, where the only method of reproduction is outcrossing. In the performed experiments, the proportion of males or the number of offspring produced by hermaphrodites and females was examined under control conditions and after exposure to nematocide. Neither of these methods has demonstrated that levamisole influence fitness of nematodes, differing in reproductive modes.