Integrating patterns of thermal tolerance and phenotypic plasticity with population genetics to improve understanding of vulnerability to warming in a widespread copepod
Notice bibliographique
Résumé
Differences in population vulnerability to warming are defined by spatial patterns in thermal adaptation. These patterns may be driven by natural selection over spatial environmental gradients, but can also be shaped by gene flow, especially in marine taxa with high dispersal potential. Understanding and predicting organismal responses to warming requires disentangling the opposing effects of selection and gene flow. We begin by documenting genetic divergence of thermal tolerance and developmental phenotypic plasticity. Ten populations of the widespread copepod Acartia tonsa were collected from sites across a large thermal gradient, ranging from the Florida Keys to Northern New Brunswick, Canada (spanning over 20° latitude). Thermal performance curves (TPCs) from common garden experiments revealed local adaptation at the sampling range extremes, with thermal tolerance increasing at low latitudes and decreasing at high latitudes. The opposite pattern was observed in phenotypic plasticity, which was strongest at high latitudes. No relationship was observed between phenotypic plasticity and environmental variables. Instead, the results are consistent with the hypothesis of a trade-off between thermal tolerance and the strength of phenotypic plasticity. Over a large portion of the sampled range, however, we observed a remarkable lack of differentiation of TPCs. To examine whether this lack of divergence is the result of selection for a generalist performance curve or constraint by gene flow, we analyzed cytochrome oxidase I mtDNA sequences, which revealed four distinct genetic clades, abundant genetic diversity, and widely distributed haplotypes. Strong divergence in thermal performance within genetic clades, however, suggests that the pace of thermal adaptation can be relatively rapid. The combined insight from the laboratory physiological experiments and genetic data indicate that gene flow constrains differentiation of TPCs. This balance between gene flow and selection has implications for patterns of vulnerability to warming. Taking both genetic differentiation and phenotypic plasticity into account, our results suggest that local adaptation does not increase vulnerability to warming, and that low-latitude populations in general may be more vulnerable to predicted temperature change over the next century.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».