Ecological and genetic divergence in a population of the pine processionary moth with shifted phenology
Divergência ecológica e genética numa população da processionária do pinheiro com desvio na sua fenologia
Résumé
A case of incipient allochronic speciation through phenological shift in the pine processionary moth is studied. Two sympatric populations are reproductively isolated by the timing of adult emergence. Larval development is partially simultaneous, although life stages occur in different seasons. Adult flight was monitored in the field for several years and locations. Genetic markers were used to obtain genetic assignment and population differentiation according to the phenology. Results evidence high genetic distance between the two populations. The genetic structure revealed to be stable in time. In general, sampled individuals could be correctly assigned to their reference populations. Ecological differentiation was assessed in the egg and larval stages. Larvae from the shifted population revealed higher tolerance to temperatures above 36ºC. Ecological divergence was observed in the egg stage, namely in load, size, coverage and parasitism . The phenology patterns of adult emergence were studied on the two sympatric populations and their artificially obtained hybrids, aiming at determining phenotypic heritability of the emergence pattern. Results indicate high heritability, and the hybrids reveal intermediate adult phenology. Microsatellite genotyping allowed the discrimination of hybrids. Results here presented clearly show the occurrence of an incipient allochronic speciation process with ecological differentiation in course
Analisa-se um caso de diferenciação genética e ecológica resultante de um desvio na fenologia na processionária do pinheiro. Duas populações simpátricas encontram-se isoladas reprodutivamente por desfasamento na emergência dos adultos. O desenvolvimento larvar é parcialmente simultâneo, embora os estádios do ciclo de vida ocorram em estações do ano distintas. Monitorizou-se no campo o período de voo em vários anos e locais. Utilizaram-se marcadores genéticos para obter atribuição genética e diferenciação das populações de acordo com a fenologia. Os resultados evidenciaram elevada distância genética entre populações. A estrutura genética mostrou-se estável no tempo. No geral os indivíduos foram correctamente atribuídos à sua população de referência. Estudou-se a diferenciação ecológica nos estádios de ovo e larva. Demonstrou-se uma maior tolerância a temperaturas superiores a 36ºC em larvas da população com fenologia desfasada. Observou-se ainda divergência ecológica na fecundidade, tamanho e cobertura dos ovos e no parasitismo óofago. Estudaram-se em laboratório os padrões fenológicos dos adultos nas duas populações e resultantes híbridos, observando a heritabilidade genética da fenologia. Os resultados mostraram elevada heritabilidade da fenologia, tendo os híbridos características intermédias. Microsatélites permitiram discriminar os híbridos. Em conclusão, os resultados indicam a presença de um processo de especiação alocrónica incipiente com diferenciação ecológica em curso.