Microgeographic differences in ecology, phenotypic and genomic population divergence in the common bluetail damselfly (Ischnura elegans)
(2022) BION03 20212Degree Projects in Biology
- Abstract
- Rapidly changing environments across the globe pose challenges for organisms to either adapt or risk extinction. High rates of gene flow are expected to prevent populations from adapting to their local ecological environments, but an increasing number of studies show that even at small geographical scales, natural or sexual selection can counteract the homogenizing effect of gene flow. Here I show that different populations and habitats (i.e., coastal vs. inland populations) of the common bluetail damselfly (Ischnura elegans) differ in their competitor and predator faunas (i.e., the potential for biotic antagonistic interactions), potentially causing divergent selection and phenotypic divergence in wing-size allometric relationships. I... (More)
- Rapidly changing environments across the globe pose challenges for organisms to either adapt or risk extinction. High rates of gene flow are expected to prevent populations from adapting to their local ecological environments, but an increasing number of studies show that even at small geographical scales, natural or sexual selection can counteract the homogenizing effect of gene flow. Here I show that different populations and habitats (i.e., coastal vs. inland populations) of the common bluetail damselfly (Ischnura elegans) differ in their competitor and predator faunas (i.e., the potential for biotic antagonistic interactions), potentially causing divergent selection and phenotypic divergence in wing-size allometric relationships. I found no evidence for pre-reproductive barriers between populations or habitats, but, unexpectedly, migrant males and males originating from coastal populations had a higher probability of mating with resident females, potentially opposing population divergence and accelerating gene flow. Whole-genome resequencing (WGS) data analysed with population genetic and bioinformatics tools revealed weak and variable molecular divergence between habitats, with one population being particularly divergent from the other populations. My results suggest that differences in ecology and biotic conditions between habitats and populations provide opportunity for different selection regimes and can potentially drive phenotypic divergence even in the presence of high dispersal and extensive gene flow. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Kan microgeografiska anpassningar förklara fenotypiska skillnader hos den större kustflicksländan
När sommaren äntligen anländer börjar det också myllra av liv, inte minst vid dammar där en massa små flygande insekter håller till. En av dessa insekter är den större kustflicksländan (Ischnura elegans), vilken är en av de vanligare arterna av flicksländor i Sverige. Idag hotas tyvärr många arter av mänsklig påverkan genom urbanisering, habitatfragmentering samt ett snabbt föränderligt klimat. Detta innebär stora utmaningar för organismer att antingen anpassa sig eller riskera att dö ut. En ökad förståelse av lokal anpassningar kan dock leda till att vi bättre kan förutse sådana utdöenderisker samt bevara den biodiversitet vi har idag.
... (More) - Kan microgeografiska anpassningar förklara fenotypiska skillnader hos den större kustflicksländan
När sommaren äntligen anländer börjar det också myllra av liv, inte minst vid dammar där en massa små flygande insekter håller till. En av dessa insekter är den större kustflicksländan (Ischnura elegans), vilken är en av de vanligare arterna av flicksländor i Sverige. Idag hotas tyvärr många arter av mänsklig påverkan genom urbanisering, habitatfragmentering samt ett snabbt föränderligt klimat. Detta innebär stora utmaningar för organismer att antingen anpassa sig eller riskera att dö ut. En ökad förståelse av lokal anpassningar kan dock leda till att vi bättre kan förutse sådana utdöenderisker samt bevara den biodiversitet vi har idag.
Jag är intresserad av hur genetisk samt fenotypisk (uttryck av gener, exempelvis skillnader i vinglängd) variation bibehålls över små geografiska områden genom lokala anpassningar hos den större kustflicksländan. Lokala anpassningar uppstår när populationer evolverar egenskaper som gör dem bättre anpassade till lokalen de härstammar från jämför med närliggande lokaler. När individer flyttar och parar sig i andra populationer än den där de växt upp kan de föra med sig missanpassade gener som kan påverkar populationen på den nya lokalen negativt och motverka dess lokala anpassningar.
Hittade jag några skillnader?
Jag dokumenterade flera intressanta fenotypiska skillnader där den större kustflicksländan varierar i olika storleksmått mellan både närliggande kust- och inlandsmiljöer samt mellan populationer. Ett av dessa storleksmått var vinglängd, vilket är en karaktär vi sedan tidigare vet hos andra arter av flicksländor kan vara under stark selektion från predation. Jag jämförde även miljöskillnader i form av populationers sammansättning av rovdjur och konkurrenter av olika andra flicksländor och trollsländor. Kustpopulationer hade både lägre artrikedom och lägre täthet av flick- och trollsländor.
Ett annat sätt att undvika oönskade missanpassade gener är att inte para sig med inkommande migranter. Jag fann dock inga bevis för sådan honlig diskriminering gentemot migranthanar. Intressant nog var det istället tvärtom: hanliga migranter hade högre chans att para sig med lokala honor vilket försvårar lokala anpassningar. Bioinformatikanalyser av helgenomsdata visade svaga och varierande molekylärgenetiska skillnader mellan populationer samt kust- och inlandsmiljöer, med en population som starkt avvek från de fem övriga populationerna. Mina resultat tyder på att skillnader i ekologi och biotiska förhållanden mellan miljöer och populationer kan möjliggöra lokala skillnader i naturligt och/eller sexuellt urval. Detta kan potentiellt driva och förklara fenotypiska skillnader mellan populationer och miljöer, trots en hög migrationsgrad mellan populationer och habitat.
Handledare: Erik Svensson & Anna Runemark
Master arbete i zooekologi, 60 hp 2022, Lunds Universitet, Evolutionär Ekologi (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9078749
- author
- Nilén, Sofie
- supervisor
-
- Erik Svensson LU
- Anna Runemark LU
- organization
- course
- BION03 20212
- year
- 2022
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9078749
- date added to LUP
- 2022-04-26 11:16:07
- date last changed
- 2022-04-26 11:16:07
@misc{9078749,
abstract = {{Rapidly changing environments across the globe pose challenges for organisms to either adapt or risk extinction. High rates of gene flow are expected to prevent populations from adapting to their local ecological environments, but an increasing number of studies show that even at small geographical scales, natural or sexual selection can counteract the homogenizing effect of gene flow. Here I show that different populations and habitats (i.e., coastal vs. inland populations) of the common bluetail damselfly (Ischnura elegans) differ in their competitor and predator faunas (i.e., the potential for biotic antagonistic interactions), potentially causing divergent selection and phenotypic divergence in wing-size allometric relationships. I found no evidence for pre-reproductive barriers between populations or habitats, but, unexpectedly, migrant males and males originating from coastal populations had a higher probability of mating with resident females, potentially opposing population divergence and accelerating gene flow. Whole-genome resequencing (WGS) data analysed with population genetic and bioinformatics tools revealed weak and variable molecular divergence between habitats, with one population being particularly divergent from the other populations. My results suggest that differences in ecology and biotic conditions between habitats and populations provide opportunity for different selection regimes and can potentially drive phenotypic divergence even in the presence of high dispersal and extensive gene flow.}},
author = {{Nilén, Sofie}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Microgeographic differences in ecology, phenotypic and genomic population divergence in the common bluetail damselfly (Ischnura elegans)}},
year = {{2022}},
}