Understanding the role of divergent selection in the creation and maintenance of biodiversity is a central issue in evolutionary ecology. Cichlid fishes from the Great Lakes of East Africa are one of the foremost examples of rapid speciation in vertebrates, and their divergent male colour patterns have been credited with maintaining reproductive isolation. One approach to understanding the role of divergent selection in colour variation and to identify selective agents that may drive divergence, is to explore colour variation among populations of a single species that cross strong physico-chemical or biotic gradients. I apply this approach to examine the role of a divergent factor (low dissolved oxygen) in driving divergence in a sexually selected trait (colour) in the widespread African cichlid fish Pseudocrenilabrus multicolor victoriae. Specifically, I integrated a field survey of P. multicolor to describe natural variation in colour patterns across oxygen gradients with a laboratory rearing experiment to quantify the interaction of low oxygen (hypoxia) and diet on expression of male colour during development. My results show significant differences in male P. multicolor nuptial colouration across dissolved oxygen gradients in the field: high-oxygen populations had more yellow, while low-oxygen populations had more red colour. Results of the laboratory rearing study on F1 offspring from a population of river origin showed that diet, i.e. carotenoid availability, is important for colour production during development; however, diet alone could not account for all observed colour variation in the lab or field. These results suggest that dissolved oxygen availability, or other factors correlated with oxygen may contribute to male colouration in P. multicolor in the field. I discuss these results and integrate them into a larger framework that describes potential explanations for the development of this colour divergence. / Comprendre l'apport de la sélection divergente à la création et au maintien de la biodiversité constitue un des enjeux principaux de l'écologie évolutive. Les poissons cichlidés des grands lacs d'Afrique de l'Est constituent un exemple bien connu de spéciation rapide où les différences interspécifiques de patrons de couleurs maintiennent les barrières reproductives entre les espèces. Une des approches permettant l'analyse du rôle de la sélection divergente dans la création de cette diversité de colorations est de mesurer la variation de couleurs entre plusieurs populations d'une même espèce dispersées le long de gradients physico-chimiques ou biotiques forts. J'ai utilisé cette approche pour examiner le rôle joué par un facteur environnemental (la concentration d'oxygène dissout dans l'eau) dans la variation des traits reproductifs (dans ce cas, la coloration nuptiale) entre différentes populations d'un poisson cichlidé haplochromine. Plus spécifiquement, j'ai combiné un échantillonnage de terrain à une expérience d'élevage en laboratoire pour quantifier les effets combinés de la diète et de l'hypoxie sur la coloration du cichlidé Pseudocrenilabrus multicolor victoriae. Les résultats de cette étude sont les premiers à montrer que l'oxygène dissout influence la coloration nuptiale chez P. multicolor : les mâles des populations habitant des eaux riches en oxygène sont plus jaunes alors que les mâles des populations venant d'eaux pauvres en oxygène sont plus rouges. Les résultats de l'expérience d'élevage en laboratoire montrent que la diète influence elle aussi la coloration nuptiale chez P. multicolor; par contre, les différences alimentaires ne suffisent pas à elles seules à expliquer la variation de coloration observable en laboratoire ou en milieu naturel. Résultats de l'étude d'élevage en laboratoire sur les progénitures F1 d'une population d'origine rivière a montré que le régime alimentaire (c'est-à-dire le quantité de caroténoïdes disponible), est important pour la production de la couleur au cours du développement, mais un régime alimentaire seul ne pourrait pas expliquer toutes les variations de couleur observée dans le laboratoire ou sur le terrain. Ces résultats suggèrent que l'hypoxie pourrait induire un mécanisme compensatoire résultant en une variation dans les patrons de couleurs entre les habitats riches et pauvres en oxygène dissout. Je discute ici ces résultats et les intègre dans un contexte plus large qui décrit une explication potentielle pour l'existence de cette divergence en coloration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110683 |
| Date | January 2012 |
| Creators | McNeil, Georgia |
| Contributors | Lauren Chapman (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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