Peer Review #1 of "Natural selection drives chemical resistance of Datura stramonium (v0.1)"
Creators
- 1. Universidad Nacional Autónoma de México
- 2. Instituto de Ecología
- 3. University of Neuchâtel
- 4. Universidad Autónoma Metropolitana
- 5. Autonomous University of Tlaxcala
Description
Plant resistance to herbivores involves physical and chemical plant traits that prevent/diminishes damage by herbivores and hence, may promote coevolutionary armraces between interacting species.Although Datura stramonium's concentration of tropane alkaloids is under selection by leaf beetles, it is not known whether chemical defense reduces seed predation by the specialist weevil, Trichobaris soror, and if it is evolving by natural selection.We measured infestation by T. soror as well as the concentration of the plants' two main tropane alkaloids in 278 D. stramonium plants belonging to 31 populations in central Mexico.We assessed whether the seed predator exerted preferences on the levels of both alkaloids and whether they affect plant fitness.Results show great variation across populations in the concentration of scopolamine and atropine in both leaves and seeds of plants of D. stramonium, as well as in the intensity of infestation and the proportion of infested fruits by T. soror.The concentration of scopolamine in seeds and leaves are negatively associated across populations.We found that scopolamine concentration increases plant fitness.Our major finding was the detection of a positive relationship between the population average concentrations of scopolamine with the selection differentials of scopolamine.Such spatial variation in the direction and intensity of selection on scopolamine may represent a coevolutionary selective mosaic.Our results support the view that variation in the concentration of scopolamine among-populations of D. stramonium in central Mexico is being driven, in part, by selection exerted by T. soror, pointing an adaptive role of tropane alkaloids in this plant species.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تتضمن مقاومة النباتات للحيوانات العاشبة سمات نباتية فيزيائية وكيميائية تمنع/تقلل من تلف الحيوانات العاشبة، وبالتالي قد تعزز الأذرع التطورية المشتركة بين الأنواع المتفاعلة. على الرغم من أن تركيز داتورا سترامونيوم من قلويدات التروبان قيد الاختيار بواسطة خنافس الأوراق، إلا أنه من غير المعروف ما إذا كان الدفاع الكيميائي يقلل من افتراس البذور من قبل السوس المتخصص، سور تريشوباريس، وإذا كان يتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. قمنا بقياس الإصابة بواسطة T. sor وكذلك تركيز النباتات اثنين من قلويدات التروبان الرئيسية في 278 D. نباتات السترامونيوم التي تنتمي إلى 31 مجموعة سكانية في وسط المكسيك. قمنا بتقييم ما إذا كان مفترس البذور يمارس التفضيلات على مستويات كل من القلويدات وما إذا كانت تؤثر على لياقة النبات. أظهرت النتائج تباينًا كبيرًا بين السكان في تركيز السكوبولامين والأتروبين في كل من أوراق وبذور نباتات D. stramonium، وكذلك في شدة الإصابة ونسبة الفواكه المصابة بواسطة T. soror. يرتبط تركيز السكوبولامين في البذور والأوراق سلبًا بين السكان. وجدنا أن تركيز السكوبولامين يزيد من لياقة النبات. كانت النتائج الرئيسية التي توصلنا إليها الكشف عن وجود علاقة إيجابية بين متوسط تركيزات السكوبولامين بين السكان مع فروق اختيار السكوبولامين. قد يمثل هذا التباين المكاني في اتجاه وشدة الانتقاء على السكوبولامين فسيفساء انتقائية تطورية مشتركة. تدعم نتائجنا الرأي القائل بأن الاختلاف في تركيز السكوبولامين بين سكان D. stramonium في وسط المكسيك مدفوع جزئيًا بالانتقاء الذي يمارسه T. soror، مما يشير إلى دور تكيفي لقلويدات التروبان في هذا النوع من النباتات.Translated Description (French)
La résistance des plantes aux herbivores implique des caractéristiques physiques et chimiques des plantes qui préviennent/diminuent les dommages causés par les herbivores et, par conséquent, peuvent favoriser des bras de fer coévolutionnaires entre les espèces en interaction. Bien que la concentration d'alcaloïdes tropaniques de Datura stramonium soit en cours de sélection par les coléoptères foliaires, on ne sait pas si la défense chimique réduit la prédation des graines par le charançon spécialisé, Trichobaris soror, et si elle évolue par sélection naturelle. Nous avons mesuré l'infestation par T. soror ainsi que la concentration des plantes 'deux principaux alcaloïdes tropaniques dans 278 plantes de D. stramonium appartenant à 31 populations dans le centre du Mexique.Nous avons évalué si le prédateur de graines exerçait des préférences sur les niveaux des deux alcaloïdes et s'ils affectaient la santé des plantes.Les résultats montrent une grande variation entre les populations dans la concentration de scopolamine et d'atropine dans les feuilles et les graines des plantes de D. stramonium, ainsi que dans l'intensité de l'infestation et la proportion de fruits infestés par T. soror.La concentration de scopolamine dans les graines et les feuilles sont négativement associées entre les populations.Nous avons constaté que la concentration de scopolamine augmente la santé des plantes.Notre principale constatation était la détection d'une relation positive entre les concentrations moyennes de scopolamine dans la population et les différentiels de sélection de la scopolamine. Une telle variation spatiale dans la direction et l'intensité de la sélection sur la scopolamine peut représenter une mosaïque sélective coévolutionnaire. Nos résultats soutiennent l'idée que la variation de la concentration de scopolamine parmi les populations de D. stramonium dans le centre du Mexique est entraînée, en partie, par la sélection exercée par T. soror, indiquant un rôle adaptatif des alcaloïdes tropaniques dans cette espèce végétale.Translated Description (Spanish)
La resistencia de las plantas a los herbívoros implica rasgos físicos y químicos de las plantas que previenen/disminuyen el daño de los herbívoros y, por lo tanto, pueden promover armaduras coevolutivas entre las especies que interactúan. Aunque la concentración de alcaloides tropanos de Datura stramonium está siendo seleccionada por los escarabajos de las hojas, no se sabe si la defensa química reduce la depredación de semillas por el gorgojo especialista, Trichobaris soror, y si evoluciona por selección natural. Medimos la infestación por T. soror y la concentración de las plantas dos alcaloides tropanos principales en 278 plantas de D. stramonium pertenecientes a 31 poblaciones en el centro de México. Evaluamos si el depredador de semillas ejercía preferencias en los niveles de ambos alcaloides y si afectan la aptitud de las plantas. Los resultados muestran una gran variación entre las poblaciones en la concentración de escopolamina y atropina tanto en las hojas como en las semillas de las plantas de D. stramonium, así como en la intensidad de la infestación y la proporción de frutos infestados por T. soror. La concentración de escopolamina en las semillas y las hojas se asocia negativamente entre las poblaciones. Encontramos que la concentración de escopolamina aumenta la aptitud de las plantas. Nuestro principal hallazgo fue la detección de una relación positiva entre las concentraciones medias de escopolamina de la población con los diferenciales de selección de escopolamina. Tal variación espacial en la dirección e intensidad de la selección de escopolamina puede representar un mosaico selectivo coevolutivo. Nuestros resultados respaldan la opinión de que la variación en la concentración de escopolamina entre las poblaciones de D. stramonium en el centro de México está siendo impulsada, en parte, por la selección ejercida por T. soror, lo que apunta a un papel adaptativo de los alcaloides tropánicos en esta especie de planta.Files
submission.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1975c7e53c0e62649698a10c3036a936
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مراجعة الأقران رقم1 لـ "الانتقاء الطبيعي يدفع المقاومة الكيميائية للداتورا سترامونيوم (v0.1 )"
- Translated title (French)
- Examen par les pairs n °1 de « La sélection naturelle entraîne la résistance chimique de Datura stramonium (v0.1) »
- Translated title (Spanish)
- Revisión por pares #1 de "La selección natural impulsa la resistencia química de Datura stramonium (v0.1)"
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4237279813
- DOI
- 10.7287/peerj.1898v0.1/reviews/1