Plasticity predicts evolution in a marine alga.
Plasticity predicts evolution in a marine alga.
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DOI：
10.1098/rspb.2014.1486
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发表时间：
2014-10-22
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Collins S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schaum CE;Collins S
在全球变化下，种群有四种可能的反应：“迁移、适应、适应或死亡”（Gienapp等人，2008年，气候变化和进化：解开环境和遗传反应。摩尔Ecol.17，167-178. (doi：10.1111/j.1365-294X.2007.03413.x））。目前的挑战是预测人口的迁移、驯化或适应能力有多大。我们之前已经证明，来自更多变环境的种群更具可塑性（Schaum等人，2013年，全球分布的微型浮游生物物种对海洋酸化的可塑性反应变化。Nature 3，298-230. (doi：10.1038/nclimate 1774）），在这里，我们使用海洋微生物的实验进化来了解塑料反应预测了面对二氧化碳分压升高（pCO 2）的适应程度。具体来说，塑料种群进化得更多，而生长以外的性状的塑料反应可以预测海洋微生物生长的变化。当种群在波动的环境中进化时，可塑性与进化之间的关系最强，这有利于可塑性的进化和维持。引人注目的是，可塑性预测了表型进化的程度，而不是方向。绿色藻类对pCO 2升高的塑性反应是增加细胞分裂速率，但进化反应是在400代以上降低细胞分裂速率，直到细胞以与其祖先在环境CO2中相同的速率分裂。生长缓慢的细胞具有更高的线粒体电位，并且比生长较快的细胞更能承受进一步的环境变化。基于此，我们假设，当与更高质量的子细胞的生产相关联时，在CO2富集下缓慢生长是适应性的。
Under global change, populations have four possible responses: ‘migrate, acclimate, adapt or die’ (Gienapp et al. 2008 Climate change and evolution: disentangling environmental and genetic response. Mol. Ecol. 17, 167–178. (doi:10.1111/j.1365-294X.2007.03413.x)). The challenge is to predict how much migration, acclimatization or adaptation populations are capable of. We have previously shown that populations from more variable environments are more plastic (Schaum et al. 2013 Variation in plastic responses of a globally distributed picoplankton species to ocean acidification. Nature 3, 298–230. (doi:10.1038/nclimate1774)), and here we use experimental evolution with a marine microbe to learn that plastic responses predict the extent of adaptation in the face of elevated partial pressure of CO2 (pCO2). Specifically, plastic populations evolve more, and plastic responses in traits other than growth can predict changes in growth in a marine microbe. The relationship between plasticity and evolution is strongest when populations evolve in fluctuating environments, which favour the evolution and maintenance of plasticity. Strikingly, plasticity predicts the extent, but not direction of phenotypic evolution. The plastic response to elevated pCO2 in green algae is to increase cell division rates, but the evolutionary response here is to decrease cell division rates over 400 generations until cells are dividing at the same rate their ancestors did in ambient CO2. Slow-growing cells have higher mitochondrial potential and withstand further environmental change better than faster growing cells. Based on this, we hypothesize that slow growth is adaptive under CO2 enrichment when associated with the production of higher quality daughter cells.
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10.1098/rspb.2010.1173
发表时间：
2011-01-22
期刊：
Proceedings. Biological sciences
影响因子：
--
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Collins S
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Collins S
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