Isotope geolocation and population genomics in <i>Vanessa cardui:</i> Short- and long-distance migrants are genetically undifferentiated
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The painted lady butterfly Vanessa cardui is renowned for its virtually cosmopolitan distribution and the remarkable long-distance migrations that are part of its annual, multi-generational migratory cycle. Recently, V. cardui individuals were found north and south of the Sahara in the autumn, suggesting distinct migratory behaviours within the species. However, the evolutionary and ecological factors shaping these differences in migratory behaviour remain largely unexplored. Here, we performed whole-genome resequencing and analysed the hydrogen and strontium isotopes of 40 V. cardui individuals simultaneously collected in the autumn from regions both north and south of the Sahara. Our investigation revealed two main migratory groups: (i) short-distance migrants, journeying from temperate Europe to the circum-Mediterranean region and (ii) long-distance migrants, originating from Europe, crossing the Mediterranean Sea and Sahara, and reaching West Africa, covering up to over 4,000 km. Despite these stark differences in migration distance, a genome-wide analysis revealed that both short- and long-distance migrants belong to a single intercontinental panmictic population extending from northern Europe to sub-Saharan Africa. Contrary to common biogeographic patterns, the Sahara is not a catalyst for population structuring in this species. No significant genetic differentiation or signs of adaptation and selection were observed between the two migratory phenotypes (pairwise F ST = 0.001 ± 0.006). Nonetheless, two individuals, which were early arrivals to West Africa and covered longer migration distances, exhibited some genetic differentiation. The lack of genetic structure between short- and long-distance migrants suggests that migration distance in V. cardui is a plastic response to environmental conditions. Significance statement Although migratory insects dominate living biomass fluxes and impact agriculture, ecosystems, and human communities, little is known about the controls of their migratory behavior. Our study develops an interdisciplinary framework, applied to the migratory butterfly V.cardui , to explore the genetic basis of variation in insect migration behavior. We leverage new generation isotope geolocation techniques to uncover striking differences in butterfly behaviour, with some individuals migrating short distances within the circum-Mediterranean region and others migrating thousands of kilometers across the Mediterranean Sea and Sahara. This major difference does not coincide with genetic differentiation or population structure and is likely a plastic response to environmental cues. This study provides a ground-breaking framework to study migration in insects.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».