Extended lifespan and sex-specific fertility loss in cold-acclimated flies of the sibling species Drosophila buzzatii and Drosophila koepferae

• Autores: Kreiman, Lucas Eli; Putero, Florencia Aldana; Hasson, Esteban Ruben; Mensch, Julian
• Año de publicación: 2023
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: COLD ADAPTATION; FRUIT FLY; OVERWINTERING; REPRODUCTIVE DORMANCY
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Survival and reproduction are the core elements of Darwinian fitness. In the context of a fixed energy budget, organisms tend to allocate resources in order to maximize one at the expense of the other, in what has been called the lifespan-reproduction trade-off. Reproductive arrest and extended lifespan are common responses to low temperatures in many insects including fruit flies. In this study, we aim to understand the overwintering strategy of two closely-related Drosophila species with contrasting distribution ranges. We compared survival, lifespan, ovarian maturation, and reproductive output (fecundity and fertility) of virgin and mated adults of both Drosophila buzzatii and Drosophila koepferae after long-term cold exposure at dormancy-inducing conditions (10 °C, 10:14 L:D) and controls (25 °C, 12:12 L:D). Virgin flies of D. buzzatii showed the longest lifespan (averaging 102 days) under dormancy-inducing conditions. Cold-induced reproductive arrest preserves reproductive capacity mainly in virgin females that mated after reproductive dormancy, indicating that males were much more susceptible to fertility loss than females, in both species. Notably, females of D. buzzatii were capable of protecting stored sperm from cold damage and produced viable progeny. Even if, in D. buzzatii, fertility of flies mated after the cold-exposure was extremely low, cold temperature likely sterilized D. koepferae males, indicating that cold carry-over effects are stronger for the species with the shorter lifespan. Such species-specific effects of low temperature over fitness likely contributed to the divergence of these closely-related species and to the spread of D. buzzatii into cooler environments.
Fil: Kreiman, Lucas Eli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Fil: Putero, Florencia Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina
Fil: Hasson, Esteban Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Fil: Mensch, Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina