Drosophila levensloop theorie getest in het veld
description
Transcript of Drosophila levensloop theorie getest in het veld
Drosophila levensloop theorie getest in het veld
Leiden University, Institute for Biology, Sections Animal Ecology & Evolutionary Biology, The Netherlands.
Kim van der Linde
Locale aanpassing in lichaamsgrootte, ontwikkelingstijd en hongerresistentie
Om te beginnen:Indien ik te veel het wetenschapstertje speel
VRAGEN!
• Aanloop tot dit onderzoek• Uitleg begrippen• Pilot onderzoek• Promotie onderzoek• Maatschappelijke context
Leidraad
• Aanloop tot dit onderzoek• Uitleg begrippen• Pilot onderzoek• Promotie onderzoek• Maatschappelijke context
Ontbossing
Problematiek van ontbossing
• Verandering van leefomgeving• Bedreiging van dieren en planten
Biodiversiteitonderzoek
• 1992 Filippijnen• Fruitvliegen als representatieve groep• Ontbossing leidt tot een andere soorten
samenstelling
• Vraag: Hoe zit het met aanpassen aan een veranderende omgeving?
• Aanloop tot dit onderzoek• Uitleg begrippen• Pilot onderzoek• Promotie onderzoek• Maatschappelijke context
Leidraad
Waarom Drosophila’s?• Fruitvliegen ‘leven’ van fruit
– Fruit is sleutel in tropisch bos:• Voortplanting bomen• Voedsel voor apen, vogels,
insecten, vleermuizen, etc. etc.
• Gemakkelijk te kweken in het laboratorium• Redelijk aantal soorten (1500 wereldwijd, 30-50
lokaal)• Veel kennis beschikbaar
Levenscyclus
• Ei• Larf• Pop• Volwassen
7-15 (20) dagen
Levensloop kenmerken• Mens als voorbeeld
– Meestal 1 nakomeling– Ongeveer 13-16 jaar voordat volwassen (seksueel
reproductief)– Het aantal kinderen in een leven– Gemiddelde levensverwachting 75(?) jaar– Lengte 1.72 (vrouw) 1.78 (man)
Ontwikkelingstijd
• Tijd van ei tot volwassen vlieg
• Verschil tussen soorten– Snelle soort: 7 dagen– Langzame soort: 14 dagen
Hongerresistentie
• Tijd die een volwassen vlieg kan leven zonder voedsel
• Direct na uit de pop kruipen• Verschil tussen soorten
– 2 tot 7 dagen
Lichaamsgrootte
Eigen vlieg eerst!
• Eén voedsel bron• Vele soorten• Competitie• Beste wint!
Coëxistentie van soorten
• Door gescheiden te leven:– Verschillende voedsel bronnen (banaan ↔
appel)– Verschillende omgevingen (bos ↔ gras)– Verschillende tijden van de dag ↔ nacht– Verschillende tijden van het jaar (voorjaar ↔
zomer)
Coëxistentie met interactie
• Bijvoorbeeld 3 soorten:– Alle 3 gehele jaar door:
• Voorjaar : soort A superieur• Zomer: soort B superieur• Najaar: soort C superieur
A
B
C
Coëxistentie en levensloopkenmerken
• Fruitaanbod varieert door het jaar– Droge tijd: veel fruit
• Korte afstanden tussen plekjes
– Regentijd: weinig fruit• Grote afstanden tussen plekjes
Veel fruit
• Korte ontwikkelingstijd wint
Snelle soort
Langzame soort
Voedsel op!ei
VariatieSnelle soort
Langzame soort
Voedsel op!ei
Overlevers
Weinig fruit• Goede hongerresistentie wint
Slechte hongerresistentie
Volwassen vliegkomt uit pop
Goede hongerresistentie
Nieuw plekje gevonden!
Veel fruit! Weinig fruit!
Genetische koppeling
• Soort A:– Korte ontwikkelingstijd– Slechte hongerresistentie
• Soort B– Lange ontwikkelingstijd– Goede hongerresistentie
Coëxistentie en levensloopkenmerken
• Droge tijd: veel fruit– Korte afstanden tussen plekjes– Snelle soort wint
• Regentijd: weinig fruit– Grote afstanden tussen plekjes– Langzame soort wint
• Aanloop tot dit onderzoek• Uitleg begrippen• Pilot onderzoek• Promotie onderzoek• Maatschappelijke context
Leidraad
Effecten ontbossing
• Ander fruitaanbod• Hogere temperatuur• Grotere temperatuur fluctuaties• Lagere luchtvochtigheid
Heeft dit effect of de levensloopkenmerken?
Filippijnen
Effecten op levensloopkenmerken?
Vliegen verzamelen met valletjes– 4 verschillende omgevingen!
• Snel naar laboratorium in Nederland• Ontwikkelingstijd en hongerresistentie
bepalen• Kijken of er verschillen zijn
Locatie
Ontw
ikkelingstijd (dagen)
Gras land Landbouw Bos rand Bos8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0D. ananas sae D. atripex D. b ipec tinata D. eugrac ilis D. m alerk ot liana D. ps eudoananas s ae D. s ulfurigas ter D. tak ahas hii
Langzaam
Snel
• Chronologisch overzicht– Aanloop tot dit onderzoek– Uitleg begrippen– Wat wil ik weten– Promotie onderzoek– Maatschappelijke context
Leidraad
Nieuwe vragen
• Effect van laboratorium versus veld• Laboratorium
– Constant klimaat– Geen onderscheid
tussen verschillende leefomgevingen
• Veld– Variabel klimaat– Verschillen tussen
verschillende leefomgevingen
• Oplossing: ook in veld meten
Nieuwe vragen• Genetica versus omgeving (nature – nurture)
– Wat is belangrijker:
Verschillen in de genenof?
Verschillen in de omgeving
• Oplossing: transplantatie experiment
Transplantatie experiment
Bos Inter-mediate
Gras-land
Bos Inter-mediate
Gras-land
Populaties van verschillende
soorten
TallahasseePanama
Divided
Panama
Veld locaties• Twee locaties met
elk 3 omgevingen:– Bos– Intermediair– Grasland
Gamboa
Veld onderzoek
• Wat wil ik niet?– Rampen ecologie:
• Aap of rat die alles opeet• Tropische regenbui die alles wegspoelt
– Dus spoelde de gehele kooi weg.......
• Zongedroogde stukjes fruit met gare larven• Mieren die feestmaal komen aanrichten• Etc etc.....
Veld set-up
• Grote kooi om in te werken• Dak tegen de regen en directe
zon• Grof gaas tegen grotere dieren• Op palen voor werkzaamheid• Palen ingesmeerd met paraffine
olie zodat mieren niet in de kooi konden klimmen
• Fijn gaas om kleine kooitjes tegen andere insecten (parasitaire wespen)
Veld set-up
• Eitjes laten leggen in laboratorium
• Kleine kooi met fijn gaas voor ontwikkelingstijd
• Petri schaaltje afgesloten met fijn gaas voor hongerresistentie
• Dode vliegen voor lichaamsgrootte
Veel tijd later
• 6 maanden Panama– 3 veldexperimenten
• 1 laboratorium experiment• 27.000 vliegen• 12 soorten• 2 jaar werk
Genen versus omgeving
Verschillen in de genen?of
Verschillen in de omgeving?of
Beiden?
Lichaamsgrootte
• Omgeving: onbelangrijk• Genetische: locale aanpassing, locatie specifiek
maar niet leefomgeving specifiek• Weinig aanpassing aan een veranderende
omgeving• Lab en veld goed vergelijkbaar
Hongerresistentie
• Grasland is een slechtere leefomgeving dan bos
Stressvoller
Bos Inter-mediate
Gras-land
Bos Goede resistentie
Matige resistentieGoede resistentie Slechte resistentie
Grasland is stressvoller dan bos
Hongerresistentie
• Grasland is een slechtere leefomgeving dan bos
• Grasland populaties zijn beter aangepast
Genetisch aangepast?
Betere resistentieGoede resistentie
Beste resistentie
Bos
Bos Inter-mediate
Gras-land
Goede resistentieGoede resistentie Goede resistentie
Hongerresistentie
• Grasland is een slechtere leefomgeving dan bos
• Grasland populaties zijn beter aangepast• Snelle aanpassing aan een veranderende
omgeving• Lab en veld onvergelijkbaar
Veld versus laboratoriumLichaamsgrootte Hongerresistentie
Laboratorium Laboratorium
Vel
d
Ontwikkelingstijd
• Hogere omgevingstemperatuur: kortere ontwikkelingstijd
• Genetisch: kortere ontwikkelingstijd in verstoord gebied
• Zoals verwacht op basis van constanter fruitaanbod
Verstoring
• Bos:– Grote verschillen fruitaanbod
• Grasland:– Kleinere verschillen fruitaanbod
Veel fruit• Hongerresistentie minder belangrijk
Slechte honger resistentie
Volwassen vliegKomt uit pop
Goede honger resistentie
Nieuw plekje gevonden!
Veel fruit!
Ontwikkelingstijd dus alles bepalend
SelectieSnelle soort
Langzame soort
Voedsel op!ei
Gevolg
• Snelle soorten winnen vaker in grasland• Dus hebben een voordeel
• Binnen soorten wint ook de snelste• Dus wordt soort sneller
Ontwikkelingstijd
• Hogere omgevingstemperatuur: kortere ontwikkelingstijd
• Genetisch: kortere ontwikkelingstijd in verstoord gebied
• Zoals verwacht op basis van constanter fruitaanbod
• Middelmatige aanpassing aan een veranderende omgeving
• Lab en veld enigszins vergelijkbaar
Maatschappelijke context
• Ontbossing, global-warming, etc zijn concrete en groeiende problemen.
• En vragen om aanpassing van dieren en planten.
• Niet aanpassen resulteert in (lokaal) uitsterven
Maatschappelijke context
• Hoe moeten ze zich aanpassen?– Stress resistentie.....
• Kunnen ze zich aanpassen?– Ja.....
• Zijn er (genetische) beperkingen?– Nee..... (niet laten zien)
Maatschappelijke context
• Hoe zit het met uitgestorven/bedreigde soorten?– Zelfde kenmerken belangrijk?– Zo ja....– Geen capaciteit tot aanpassing?– Genetische barrières tot aanpassing?
The end
• Om 15:15 begint de verdediging in het academie gebouw
• Te laat is GEEN toegang