Plasticity drives extreme cold tolerance of emerald ash borer (Agrilus planipennis) during a polar vortex
Notice bibliographique
Résumé
Invasive species must often survive combinations of environmental conditions that differ considerably from their native range; however, for a given species it is unclear whether improved tolerance is the result of phenotypic plasticity or genetic adaptation (or both). Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae; the emerald ash borer) is an invasive pest of Fraxinus trees in North America and Europe. Previous studies in SW Ontario, Canada, showed that A. planipennis is freeze avoidant, preventing internal ice formation by accumulating Molar concentrations of glycerol in its hemolymph and depressing its supercooling point (SCP, the temperature at which it freezes). The cold tolerance of these SW Ontario animals was used to predict potential distribution, revealing that some Canadian cities should be too cold to allow populations to persist. However, a small population of A. planipennis has persisted in Winnipeg, Manitoba, Canada, through several severe ‘polar vortex’ events. In 2018/19, we collected A. planipennis larvae and prepupae from Winnipeg, MB and Southern Ontario, and found that individuals from Winnipeg were extremely cold tolerant – with SCPs as low as -52°C in prepupae (compared to -32°C in SW Ontario), and observed survival of unfrozen individuals exposed to -50°C for one hour. This cold tolerance was accompanied by higher hemolymph osmolality and glycerol concentration than in the SW Ontario individuals. To distinguish between phenotypic plasticity and local adaptation, in 2020/21 we overwintered Winnipeg-sourced individuals either outdoors in SW Ontario or in a simulated Winnipeg winter. Simulated Winnipeg winter individuals had cold tolerance similar to those overwintered in Winnipeg, while SW Ontario overwintered individuals had cold tolerance similar to those collected previously in the region. The simulated winter individuals had higher hemolymph glycerol concentrations than SW Ontario overwintered animals, at least in part due to greater dehydration. Thus, A. planipennis are cold-tolerant enough to survive some of the harshest winters where their host trees can grow, and most likely attain this cold tolerance via phenotypic plasticity. These findings raise the importance of delineating sensitivity of conclusions to unexpected phenotypic plasticity when predicting potential distributions of new invasives or responses to climate change.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».