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Long-term changes in the chromosomal inversion polymorphism of Drosophila subobscura. II. European populations*

Langzeit-Veränderungen im chromosomalen Inversionspolymorphismus von Drosophila subobscura. II. Europäische Populationen

Authors


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    Dedicated to Prof. Ernst Mayr who has contributed so much to the development of the science of evolution and to the theory as well as to the practical aspects of systematics on the occasion of his 100th birthday.

Authors’ addresses: J. Balanyà, E. Solé, Luis Serra (for correspondence), Departament de Genètica, Facultat de Biologia, Universitat de Barcelona, Diagonal 645, 08028 Barcelona, Spain. E-mail: lserra@ub.edu; J. M. Oller, Departament d'Estadística, Facultat de Biologia, Universitat de Barcelona, Diagonal 645, 08028 Barcelona, Spain; D. Sperlich, Universität Tübingen, Biologisches Institut, Auf der Morgenstelle 28, D72076, Tübingen, Germany

Abstract

The chromosomal polymorphism of 13 European populations of Drosophila subobscura has been compared with that of the same populations collected 15–35 years ago. The chromosomal polymorphism of the old populations differs significantly from that of the new populations, mainly for chromosomes U and O. There is a very good agreement between the geographical space and the genetic space as shown by a graphical representation of the 26 statistical populations (13 old and 13 new) obtained by a principal coordinate analysis. This reflects both the existence of significant latitudinal clines for the frequencies of some chromosomal arrangements in the old and new samples and systematic changes that have taken place in these populations during the period that elapsed between the two surveys. An increase in the frequency of those arrangements typical of southern latitudes and a decrease for those common in northern latitudes is observed in all populations – Mediterranean, Atlantic and Central European. Furthermore, the genetic distances of the new populations to a southern population of reference have decreased in comparison with those of the old populations. These changes could be the result of climatic factors that are correlated with latitude. In particular, the assumption that global warming is responsible for all the changes observed appears rather likely. Whether these systematic changes of the chromosomal polymorphism are a consequence of local adaptations or have been produced by migration from the south remains an open question.

Zusamennfassung

Der gegenwärtige chromosomale Inversionspolymorphismus in 13 europäischen Populationen von Drosophila subobscura wurde mit dem Zustand in denselben Populationen verglichen, die vor 15 bis 35 Jahren untersucht worden waren. Der Chromosomenpolymorphismus der ‘‘alten’’ Populationen unterscheidet sich signifikant von dem der ‘‘neuen’’ Populationen, besonders für die Chromosomen U und O. Eine sehr gute Übereinstimmung zeigt sich zwischen der geographischen Komponente und der genetischen Komponente bei einer graphischen Darstellung der 26 Populationen (13 alte und 13 neue Populationen) durch eine Koordinatenanalyse. Das spiegelt beides wider, die Existenz von signifikanten breitenabhängigen Klinen in der Häufigkeit einiger chromosomaler Strukturtypen in den alten und den neuen Populationen, aber auch die systematischen Änderungen, die sich bei diesen Populationen im Laufe der Zeit zwischen den beiden Untersuchungen ereignet haben. Eine Zunahme in den Häufigkeiten jener Chromosomenstrukturen, die typisch für südliche Breiten sind, und eine Abnahme solcher Strukturen, die häufig in nördliche Breiten sind, konnte beobachtet werden - in den mediterranen, den atlantischen und den mitteleuropäischen Populationen in der gleichen Weise. Außerdem haben die genetischen Distanzen der neuen Populationen zu einer südlichen Referenzpopulation im Vergleich zu denen der alten Populationen abgenommen. Diese Veränderungen wurden vermutlich von klimatischen Faktoren bestimmt, die mit der geographischen Breite korreliert sind. Insbesonders erscheint die Annahme, daß die globale Erwärmung für die Veränderungen des Chromosomenpolymorphismus dafür verantwortlich ist, ziemlich wahrscheinlich. Ob diese systematischen Transformationen des Chromosomenpolymorphismus ein Konsequenz lokaler Anpassungen oder auf Migration aus dem Süden zurückzuführen sind, bleibt eine offene Frage.

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