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Rapid adaptation of Brachionus dorcas (Rotifera) to tetracycline antibiotic stress
Aquatic Toxicology ( IF 4.1 ) Pub Date : 2022-02-22 , DOI: 10.1016/j.aquatox.2022.106126
Han Zhu 1 , Zhi-Yu Huang 1 , Shan Jiang 1 , Ling Pan 1 , Yi-Long Xi 1
Affiliation  

Although natural populations can rapidly adapt to selection pressures, the fitness consequences of selection are controversial. In this study, a selection experiment was conducted with replicate populations of Brachionus dorcas that were exposed to two sublethal concentrations (26.8 and 78.3 mg/L) of oxytetracycline (OTC), followed by two common garden experiments (population growth and life table experiments). During the 102-day (approximately 36 asexual generations) selection experiment, a markedly increased growth rate but a significantly decreased mictic ratio over time in the populations exposed to OTC when compared to the control populations suggested that the former adapted to the selection pressures and that a trade-off exists between asexual and sexual reproduction. The high and stable population growth rates after 90 days of OTC selection illustrate an example of evolutionary rescue. After 102 days of selection, OTC-selected populations showed higher population growth rates than the control populations when exposed to OTC, indicating significantly increased tolerance. OTC-selected populations showed a lower average growth rate, longer average generation time and life expectancy at hatching, and higher average net reproduction rate and proportion of mictic offspring than the control populations in the absence of OTC, which indicate that OTC selection results in two fitness costs and three fitness gains and that the effect of OTC selection on fitness differs with the measured fitness variables. Both the evolutionary potential of populations under the stress of higher concentrations of OTC and the fitness costs and gains of selection in the absence of OTC indicate that past exposures to pollutants cannot be neglected when evaluating the effects of current stressors on natural populations.



中文翻译:

Brachionus dorcas (Rotifera) 对四环素抗生素胁迫的快速适应

尽管自然种群可以迅速适应选择压力,但选择的适应性后果是有争议的。在这项研究中,选择实验是用重复的Brachionus dorcas种群进行的。暴露于两个亚致死浓度(26.8 和 78.3 mg/L)的土霉素 (OTC),然后进行两个常见的花园实验(种群增长和生命表实验)。在为期 102 天(约 36 代无性繁殖)的选择实验中,与对照群体相比,暴露于 OTC 的群体的生长速度显着增加,但随着时间的推移显着降低了微生物比,这表明前者适应了选择压力,并且无性繁殖和有性繁殖之间存在权衡。OTC 选择后 90 天的高而稳定的种群增长率说明了进化拯救的一个例子。经过 102 天的选择,OTC 选择的种群在暴露于 OTC 时显示出比对照种群更高的种群增长率,表明耐受性显着增加。在没有 OTC 的情况下,OTC 选择的种群与对照种群相比,显示出较低的平均生长速率、较长的平均世代时间和孵化预期寿命,以及较高的平均净繁殖率和混合后代比例,这表明 OTC 选择导致两个适应度成本和三个适应度增益以及 OTC 选择对适应度的影响与测量的适应度变量不同。在较高浓度的 OTC 压力下种群的进化潜力以及在没有 OTC 的情况下选择的适应性成本和收益都表明,在评估当前压力源对自然种群的影响时,过去对污染物的暴露是不可忽视的。在没有 OTC 的情况下,孵化时的平均世代时间和预期寿命更长,平均净繁殖率和混合后代的比例高于没有 OTC 的对照种群,这表明 OTC 选择导致两个适应度成本和三个适应度增益,并且适应度的 OTC 选择与测量的适应度变量不同。在较高浓度的 OTC 压力下种群的进化潜力以及在没有 OTC 的情况下选择的适应性成本和收益都表明,在评估当前压力源对自然种群的影响时,过去对污染物的暴露是不可忽视的。在没有 OTC 的情况下,孵化时的平均世代时间和预期寿命更长,平均净繁殖率和混合后代的比例高于没有 OTC 的对照种群,这表明 OTC 选择导致两个适应度成本和三个适应度增益,并且适应度的 OTC 选择与测量的适应度变量不同。在较高浓度的 OTC 压力下种群的进化潜力以及在没有 OTC 的情况下选择的适应性成本和收益都表明,在评估当前压力源对自然种群的影响时,过去对污染物的暴露是不可忽视的。这表明 OTC 选择导致两个适应度成本和三个适应度增益,并且 OTC 选择对适应度的影响与测量的适应度变量不同。在较高浓度的 OTC 压力下种群的进化潜力以及在没有 OTC 的情况下选择的适应性成本和收益都表明,在评估当前压力源对自然种群的影响时,过去对污染物的暴露是不可忽视的。这表明 OTC 选择导致两个适应度成本和三个适应度增益,并且 OTC 选择对适应度的影响与测量的适应度变量不同。在较高浓度的 OTC 压力下种群的进化潜力以及在没有 OTC 的情况下选择的适应性成本和收益都表明,在评估当前压力源对自然种群的影响时,过去对污染物的暴露是不可忽视的。

更新日期:2022-02-22
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