Critical temperatures of Drosophila melanogaster: phenotypic plasticity and evolution

Organizmy żyją w nieustannie zmieniającym się termicznie środowisku, dlatego wiele z nich na drodze ewolucji wykształciło przystosowania umożliwiające im zachowanie homeostazy. Od temperatury środowiska szczególnie zależne są zwierzęta zmiennocieplne, ponieważ wiele aspektów ich fizjologii podlega zmianie wraz ze zmianą temperatury. Dodatkowo, wiele zwierząt ektotermicznych wykazuje pewne określone preferencje termiczne, które mogą ulegać zmianom nawet w zależności od przeprowadzanego procesu fizjologicznego. Ponieważ preferowane przez zwierzęta temperatury i wybieranie przez nich mikrosiedliska mogą wpływać pośrednio i bezpośrednio na ich dostosowanie, w niniejszej pracy postanowiłam sprawdzić, czy preferencje termiczne podlegają ewolucji, oraz czy cecha ta może ulegać plastyczności poprzez działanie temperatury rozwoju. Badania przeprowadzono na samcach muszki owocowej Drosophila melanogaster, ponieważ jest ona dobrze przebadanym modelem w biologii termicznej, posiada określone preferencje termiczne i jest przedstawicielem zwierząt zmiennocieplnych. Aby sprawdzić, czy preferencje termiczne podlegają ewolucji oraz czy cecha ta może być plastyczna fenotypowo wykorzystałam hodowlę, w której owady były poddane działaniu temperatur w czasie, przez wiele pokoleń, co odzwierciedlało ewolucję oraz działaniu innych temperatur w czasie rozwoju przez dwa pokolenia, aby sprawdzić czy cecha jest plastyczna. Następnie przeprowadzono test preferencji termicznych, w czasie których muszki mogły swobodnie przemieszczać się i wybierać temperaturę. Uzyskane przeze mnie wyniki wykazały, że temperatura, w której muszki ewoluowały ma istotny wpływ na ich preferencje termiczne, a temperatura rozwoju nie ma na tą cechę wpływu.

Organisms live in a constantly changing environment, which is why many of them have evolved adaptations that allow them to preserve homeostasis. The temperature of the environment is particularly dependent on cold-blooded animals, because many aspects of their physiology are subject to change with the temperature changes. In addition, many ectothermal animals show some specific thermal preferences, which can change even with some physiological process. Because the temperatures preferred by animals and their selection of microhabitats may influence indirectly and directly their fitness, in this work I decided to check whether thermal preferences are subject to evolution, and whether this feature can be plasticized by the development temperature. The research was carried out on males of the Drosophila melanogaster fruit fly because it is a well-known model in thermal biology, has specific thermal preferences and is a representative of cold-blooded animals. To test whether thermal preferences are evolving and whether this feature can be plastic, I used a group in which insects were exposed to temperatures over time for many generations, reflecting the evolution and exposed of other temperatures during development for two generations in order to check phenotypic plasticity of this feature. Then a thermal preference test was carried out, during which the flies were able to move freely and select the temperature. The results have shown that the temperature at which the flies evolved has a significant impact on their thermal preferences, and the temperature of development does not affect this feature.