Same trait, different genes: pelvic spine loss in three brook stickleback populations in Alberta, Canada
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The genetic basis of phenotypic or adaptive parallelism can reveal much about constraints on evolution. This study investigated the genetic basis of a canonically parallel trait: pelvic spine reduction in sticklebacks. Pelvic reduction has a highly parallel genetic basis in threespine stickleback in populations around the world, always involving a deletion of the pel1 enhancer of Pitx1 . We conducted a genome-wide association study to investigate the genetic basis of pelvic spine reduction in three populations of brook stickleback in Alberta, Canada. Pelvic reduction did not involve Pitx1 in any of the three populations. Instead, pelvic reduction in one population involved a mutation in an exon of Tbx4 , and it involved a mutation in an intron of Lmbr1 in the other two populations. Hence, the parallel phenotypic evolution of pelvic spine reduction across stickleback genera, and among brook stickleback populations, has a non-parallel genetic basis. This suggests that there may be redundancy in the genetic basis of this adaptive polymorphism, but it is not clear whether a lack of parallelism indicates a lack of constraint on the evolution of this adaptive trait. Whether the different pleiotropic effects of different mutations have different fitness consequences, or whether certain pelvic reduction mutations confer specific benefits in certain environments, remains to be determined. Lay Summary In this study, we looked for the genetic basis of a well-studied trait in stickleback fish: the pelvic spines. This structure (i.e. the pelvic girdle and attached spines) has a shared developmental basis (and is homologous to) the pelvic bones and hind limbs of all tetrapods (including humans). We know from studying mice, fish, humans, and even manatees that there are several genes that could affect the development of pelvic spines and hind limbs. In one species of stickleback, the threespine stickleback, however, a single gene called Pitx1 is always involved in the loss of pelvic spines in populations that have adapted to freshwater lakes. This replicated evolution of the same trait in the same environmental conditions is called parallel evolution. It’s remarkable that Pitx1 is always the gene underlying this adaptive loss of spines in freshwater threespine stickleback populations. We were interested in whether this “genetic parallelism” extended to other species of stickleback that have also evolved the loss of pelvic spines. We looked at three populations of brook stickleback (which are never found in the ocean), each of which contains individuals with and without pelvic spines. We found that the Pitx1 genetic parallelism does not extend to brook stickleback, and, in fact, the genetic basis of pelvic spine loss differs between populations. In Muir Lake and Astotoin Lake, pelvic spine loss results from a mutation in the Lmbr1 gene, and in Shunda Lake, pelvic spine loss results from a mutation in the Tbx4 gene.
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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 | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».