Climatic selection of starvation and desiccation resistance in populations of some tropical drosophilids

Geographical populations of six Indian tropical drosophilids exhibited significant positive latitudinal correlations for body size (r = 0.92–0.99) and desiccation tolerance (r = 0.86–0.99); and for starvation tolerance there were significant negative correlations (r = –0.93 to –0.99). The extent of starvation as well as desiccation tolerance is significantly higher for species characterized by large body size (Drosophila repleta and Zaprionus indianus) in comparison with other Sophophoran species. For both traits, all the six species demonstrate significantly variable positive slope values for desiccation tolerance and negative slope values for starvation tolerance. Regression analysis of climatic data demonstrated a major role of coefficient of variation of mean monthly temperature (Tcv) and rainfall for higher desiccation tolerance of northern subtropical populations. For south Indian populations of all six drosophilids, higher starvation tolerance could be selected due to Tmin, higher metabolic stress in relation with smaller body size and higher population density and competition under tropical climatic conditions. The present data contrast with correlated selection response between these traits on the basis of laboratory selections. However, starvation and desiccation tolerance evolve as independent traits in geographical populations of these six tropical drosophilids; and such traits are significantly correlated with body size although in opposite directions. Furthermore, laboratory selection experiments demonstrated no change in body size whereas, under wild conditions, significant correlated body size changes are evident across populations as well as species. Present data suggest correlated selection pressure on body size and traits conferring resistance to climatic stress. Zusammenfassung Klimaabhangige Selektion fur Hunger- und Austrocknungsresistenz in Populationen tropische Drosophiliden Sechs tropisch-indische Populationen verschiedener geographischer Herkunft zeigen eine positiv signifikante, von der geographischen Breite abhangige Korrelation fur Korpergrose (r = 0.92 bis 0.99) und Austrocknungstoleranz (r = 0.86–0.99). Fur die Toleranz gegenuber Nahrungsmangel hingegen ergeben sich negative Korrelationen (r = –0.93 bis –0.99). Das Ausmas der Toleranz gegen Hunger und auch gegen Austrocknung ist bei Arten mit groser Korpergrose (Drosophila repleta und Zaprionus indicus) hoher als bei anderen Arten der Sophophora-Artenguppe von Drosophila. In beiden Merkmalen zeigen die Regressionsgeraden der sechs Arten einen signifikant unterschiedlichen positiven Steilheitsgrad hinsichtlich der Austrocknungsresistenz und einen signifikant negativen Steilheitsgrad hinsichtlich der Hungerresistenz. Die Regressionsanalyse der klimatischen Daten last die grose Bedeutung des Variationskoeffizienten der mittleren monatlichen Temperatur (Tcv) und der Regenmenge fur die Austrocknungsresistenz der nordlich tropischen Populationen erkennen. Fur die sudindischen Populationen aller sechs verschiedenen Drosophiliden-Arten konnte die Hungerresistenz auf eine Selektion bezuglich der Minimaltemperatur (Tmin), eines hoheren Metabolismusstress abhangig von geringerer Korpergrose, einer hoheren Populationsdichte und einer starkeren Konkurrenz bei tropischen Bedingungen zuruckgefuhrt werden. Die gegenwartigen Daten widersprechen dem korrelierten Selektionsverhalten dieser Merkmale in Laborversuchen. Hunger- und Austrocknungsresistenz evolvieren in geographischen Populationen als unabhangige Merkmale; sie sind signifikant korreliert mit der Korpergrose, allerdings in unterschiedlicher Richtung. Selektionsversuche im Labor fuhren zu keiner Veranderung der Korpergrose, aber in der Natur erweisen sich Verschiebungen in der Korpergrose uber Populationen und Arten hinweg als eindeutig. Die hier vorgestellten Daten lassen einen korrelierten Selektionsdruck auf Korpergrose und Merkmale, die mit Resistenz gegen klimatischen Stress zu tun haben, erkennen.