Especiación en el género Drosophila: efectos sobre la fitness de introgresiones cromosómicas estables de D. koepferae en D. buzzatii

Abstract

[Resumen] El estudio de las causas genéticas de la incompatibilidad entre dos especies usando híbridos es un planteamiento clásico, pero nuestra propuesta es bastante poco frecuente. En este trabajo conseguimos híbridos transgénicos que llevan fragmentos cromosómicos en homocigosis de Drosophila koepferae en un fondo genético de Drosophila buzzatti. Tras esto testamos las principales manifestaciones de los problemas de fitness en los híbridos: la esterilidad, la inviabilidad y las alteraciones del desarrollo. Encontramos efectos severos que responden principalmente a la arquitectura genética y a la cantidad de cromosoma introgresado, con sólo dos regiones que podrían albergar genes de efecto mayor. Determinamos un umbral para la esterilidad que se corresponde con estudios anteriores, demostramos que la inviabilidad mediada por efectos maternos puede ser la principal causa de distorsión de la ratio sexual y observamos alteraciones del desarrollo de muy baja penetrancia y expresividad variable en todas y cada una de las cepas de híbridos estables estudiadas. Esto sugeriría incompatibilidades genéticas de naturaleza poligénica generalizada entre nuestras especies, más que específicas y localizadas. Existe un paralelismo entre las alteraciones observadas en el desarrollo de los híbridos con las producidas por mutaciones en genes específicos de apoptosis o reguladores del desarrollo en Drosophila.

[Resumo] O estudo das causas xenéticas da incompatibilidade entre dúas especies empregando híbridos é un plantexamento clásico, máis a nosa proposta e bastante inusual. Neste traballo conquerimos híbridos transxénicos que levan anacos de cromosoma en homocigosis de Drosophila koepferae nun fondo xenético de Drosophila buzzatti. Logo disto testamos as principais manifestacións dos problemas na fitness dos híbridos: a esterilidade, a inviabilidade e as alteracións no desenvolvemento. Atopamos fortes efectos que respostan maiormente á arquitectura xenética e a cantidade de cromosoma introgresado, con so dúas rexións que poderían acoller xenes de efecto maior. Determinamos un limiar para a esterilidade que se corresponden con estudos anteriores, demostramos que a inviabilidade mediada por efectos maternos pode ser a principal causa de distorsión na ratio sexual, e observamos alteracións do desenvolvemento de moi baixa penetrancia e expresividade variable, máis en todas e cada unha das clases de híbridos estables. Isto suxiriría incompatibilidades xenéticas de natureza polixénica xeralizada, máis que específicas e localizadas. Existe un paralelismo entre as alteracións observadas no desenvlvemento dos híbridos coas producidas por mutacións en xenes específicos de apoptosis ou reguladores do desenvolvemento en Drosophila.

[Abstract] The study of the genetic causes of the incompability between two species using hybrids is a classical approach, but our proposal was quite unusual. In this work we achieved transgenic hybrids carrying Drosophila koepferae chromosomal homozigotic fragments in a Drosophila buzzatti genetic background. After that we tested the main hybrid fitness problems: inviability, sterility and developmental disorders. We found serious effects depending mainly on genetic architecture and amount of introgressed chromosome, with only two regions that could contain major effect genes,. We established a threshold for sterility in agreement with other studies and demonstrated maternal effects as the probably main cause for sexual ratio distortion. We saw developmental disorders with a low penetrance and variable expressivity, but in every kind of hybrid studied. This could point to general poligenic incompabilities between these species, more than specific and located ones. There are similarities between our hibrid developmental disorders and those produced for apoptosis or developmental regulators gen-specific mutations in Drosophila.