mt DNA και εξελικτικά πρότυπα στην D. Melanogaster

Abstract

Mitochondrial DNA (mtDNA) haplotypes usually are assumed to be neutral, unselected markers of evolving female lineages. This assumption was tested by monitoring haplotype frequencies in experimental and natural populations of Drosophila melanogaster, with parallel monitoring the frequencies of four nuclear locus (allozyme). The experimental populations were founded with flies from natural populations from Greece (Crete and West Greece), kept in various environmental conditions and every population had a replicate one. Seven experimental populations were kept in laboratory conditions since 1973 and six experimental populations had been founded with equal(0,2) frequencies of five different haplotypes at 1991. Our experimental results show that the haplotype frequencies in natural populations are fluctuate from season to season without a statistical evidence of selection. In experimental populations our results suggested a possible selection acting on the mtDNA variants at the initial generations, which is depended on environmental conditions.

Το μιτοχονδριακό DNA (mtDNA) αποτελεί τα τελευταία χρόνια ένα σημαντικό 'εργαλείο' στις μελέτες της πληθυσμιακής γενετικής. Όμως παρ' όλη την ευρεία του εφαρμογή, εξακολουθεί ακόμα να είναι αδιευκρίνιστο αν επιλέγεται ή όχι. Η παρούσα εργασία σ' αυτό ακριβώς το ερώτημα προσπαθεί να δώσει απάντηση, με τη μελέτη της μεταβολής των απλοτυπικών συχνοτήτων του mtDNA σε φυσικούς και πειραματικούς πληθυσμούς του εντόμου D. melanogaster, λαμβάνοντας υπόψιν και αντίστοιχες μεταβολές αλλοενζυμικών συχνοτήτων τεσσάρων γενετικών τόπων. Έτσι μελετήσαμε τις μεταβολές των απλοτυπικών συχνοτήτων του mtDNA σε δύο φυσικούς πληθυσμούς (Αχαΐα-Κρήτη) κατά τα έτη 1991 έως και 1993. Τους πειραματικούς πληθυσμούς τους διακρίνουμε σε δυο ομάδες. Στην πρώτη ομάδα, ελέγθηκαν εννέα μακρόχρονοι εργαστηριακοί πληθυσμοί που διατηρούνται σε διαφορετικές περιβαλοντικές συνθήκες, ως προς τους απλότυπους που έφεραν. Στη δεύτερη ομάδα, μελετήσαμε τις μεταβολές των απλοτυπικών συχνοτήτων του mtDNA σε έξι πειραματικούς πληθυσμούς που διατηρούνται ανά δυο σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτοί οι πληθυσμοί δημιουργήθηκαν με γνωστές αρχικές απλοτυπικές συχνότητες, αλλά και γνωστό πυρηνικό υπόβαθρο (αλλοενζυμικές συχνότητες). Τα αποτελέσματα μας στους φυσικούς πληθυσμούς έδειξαν ότι ενώ υπάρχουν σαφείς γεωγραφικές διαφορές μεταξύ των δυο περιοχών, παρουσιάζουν καλή συμφωνία ως προς την εποχιακή διαφοροποίηση των απλοτυπικών συχνοτήτων του mtDNA. Στους τεχνητούς πληθυσμούς δείξαμε ότι υπάρχει πολύ ισχυρή διαφοροποίηση συχνοτήτων ως προς την θερμοκρασία ανάπτυξης, ενώ δεν υπήρξαν συσχετιζόμενες μεταβολές των αλλοενζυμικών συχνοτήτων με αυτές των mtDNA απλοτύπων. Αυτά τα αποτελέσματα συνηγορούν περισσότερο υπέρ κάποιας δράσης της Φυσικής Επιλογής στο mtDNA της Drosophila melanogaster.