Diurnal variability of gene arrangement frequencies in Drosophila subobscura populations from two habitats

The rich inversion polymorphism of chromosomes of Drosophila subobscura varies in association with environmental changes at spatial and temporal level. Due to random factors this might become less regular and this might be the reason that there is little evidence of altitudinal and seasonal, microgeographic and habitat-related variability. The variability of gene arrangement frequencies over daytime period was investigated in populations of D. subobscura from two ecologically different habitats. According to gene arrangement frequencies and inversion polymorphism parameters populations fit into the existing patterns of regional polymorphism. Even though populations display daytime variability for the frequencies of arrangements of chromosomes U and J, the nonsignificant differences in other arrangement frequencies, as well as data obtained from genetic distances between samples from different times of day, rule out the existence of subpopulations distinguished from each other by diurnal activity within two habitats. Some particular arrangement frequencies vary according to temperature and humidity and some changes appear for different karyotypic combinations between beech and oak habitat, which suggests different adaptive advantages and selective mechanisms. Cluster analysis of gene arrangement frequencies indicates some importance of A chromosome arrangements for diurnal activity and show in dependence to other ecological data that internally fixed daily activity rhythm might exists in D. subobscura. Analysis of light, temperature and humidity factors in relation to the frequency data obtained indicate a choice of different ecological niche in a temporally structured habitat due to behavioural genetic information. Zusammenfassung Der starke Chromosomenpolymorphismen von D. subobscura variiert in Abhangigkeit von Umweltfaktoren auf raumlicher und zeitlicher Ebene. Durch den Effekt von Zufallsprozessen mag dies manchmal weniger regelhaft werden, was auch der Grund dafur sein mag, dass es wenige gute Beweise von altitudionalen und saisonalen wie auch mikrogeographischen und habitatsabhangigen Unterschieden gibt.In dieser Arbeit wurde die Frequenzvariabilitat von chromosomalen Strukturtypen in Populationen von D. subobscura an zwei verschiedenen Habitaten in Serbien zu verschiedenen Tagesabschnitten untersucht. In Bezug auf die Strukturtypenhaufigkeiten und anderen populationsgenetischen Parametern sind die Populationen in ihrer Zusammensetzung den regionalen Mustern vergleichbar. Wenn die Populationen auch tageszeitliche Variabilitaten der Strukturtypenhaufigkeiten der Chromosomen U und J zeigen, so weisen die Daten von genetischen Distanzen jedoch darauf hin, dass es sich hier nicht um Subpopulationen handelt, die durch tageszeitliche Aktivitaten voneinander unterscheidbar sind. Einige Frequenzen besonderer Chromosomenstrukturen variieren in Abhangigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit und einige Unterschiede zwischen den Buchen- und Eichen-Habitaten treten fur bestimmte Karyotypenkombinationen auf, was auf verschiedene Anpassungsvorteile und Selektionsmechanismen hinweist. Eine Clusteranalyse der Strukturtypenfrequenzen lasst die Bedeutung des Geschlechtschromosoms (Chromosom A) fur die tageszeitlichen Aktivitaten erkennen und macht in Zusammenhang mit okologischen Daten die Existenz eines innerlich fixierten Tagesrhythmus von D. subobscura wahrscheinlich. Analysen von Licht-, Temperatur- und Luftfeuchtigskeits-Faktoren zeigen in Zusammenhang mit den Strukturtypenhaufigkeiten darauf hin, dass es eine Wahl fur die verschiedenen okologischen Nischen aufgrund von verhaltensgenetischen Informationen geben mag.