Środowisko życia na Ziemi jest bardzo zróżnicowane, a występowanie w jego obrębie organizmów jest uwarunkowane tworzącymi go czynnikami abiotycznymi i biotycznymi. Każdy gatunek potrzebuje odpowiednich warunków spełniających jego wymagania życiowe, w których potrafi żyć, ma możliwość rozwoju oraz rozmnażania się. Wzajemne oddziaływanie poszczególnych elementów środowiska przyrodniczego może jednak negatywnie wpływać na egzystencję licznych gatunków. Organizmy wykazują różną zdolność przystosowania się do zmieniających się czynników biotycznych i abiotycznych, mogą też wykształcić na drodze ewolucji odpowiednie cechy genetyczne (adaptacje), dzięki którym są zdolne do życia w środowisku o specyficznych warunkach. Celem przedstawionego eksperymentu było zbadanie efektów fenotypowych poprzez obserwację wpływu niekorzystnych warunków środowiskowych na parametry populacyjne i masę ciała chrząszczy z gatunku Tribolium castaneum oraz prześledzenie oddziaływania warunków hodowli dorosłych osobników na liczbę potomstwa. Opisane doświadczenie prowadzono na populacjach T. castaneum hodowanych przez 21 pokoleń w dwóch różnych warunkach: korzystnych (30°C i 70% wilgotności powietrza) oraz niekorzystnych (37°C i 40% wilgotności powietrza). By sprawdzić różnice w dostosowaniu zwierząt pochodzących z obydwu zabiegów, badano dwa kolejne pokolenia, co jednocześnie pozwoliło na wykluczenie efektów fenotypowych (między innymi efektu matczynego). Badania były prowadzone w układzie krzyżowym, to znaczy, że dostosowanie populacji ewoluujących w korzystnych warunkach badano zarówno w warunkach korzystnych, jak i niekorzystnych. Podobnie postępowano z populacjami ewoluującymi w warunkach niekorzystnych, które badano zarówno w warunkach niekorzystnych, jak i korzystnych. Taki układ eksperymentalny pozwolił na dalsze wykluczenie efektów fenotypowych związanych jedynie z wpływem danych warunków testowych na badane populacje, a nie ewentualnych adaptacji do warunków, w których była prowadzona ewolucja. Oprócz zmian w dostosowaniu (pomiar płodności – liczebności dorosłego potomstwa), mierzono również masę potomstwa pochodzącego ze wszystkich zabiegów eksperymentalnych, a także proporcję płci w potomstwie. Nie stwierdzono wpływu warunków ewolucji na różnice w płodności pomiędzy populacjami hodowanymi w warunkach korzystnych i niekorzystnych. Na ten parametr miały wpływ jedynie warunki testowe, to znaczy wszystkie badane populacje, bez względu na warunki ewolucyjne miały obniżoną płodność w warunkach niekorzystnych (efekt fenotypowy związany z działaniem środowiska); (p<0,0001; F=46,86). Zaobserwowano wpływ warunków ewolucyjnych na różnice w masie ciała populacji będących pod wpływem działania zmieniających się warunków środowiskowych. Populacje badane w niekorzystnych warunkach środowiskowych charakteryzowały się obniżoną masą ciała niezależnie od warunków testowych (efekt matczyny); (p<0.0001; F=33.57). Ponadto, zaobserwowano istotną zależność pomiędzy płcią, a warunkami testowymi, co uwidacznia się w silniejszym spadku masy ciała osobników męskich T. castaneum w niekorzystnych warunkach przyrodniczych (efekt fenotypowy związany z wpływem środowiska); (p=0.0169; F=5.79). Nie odnotowano również wpływu warunków ewolucyjnych na zmiany w proporcji płci potomstwa miedzy populacjami hodowanymi w warunkach korzystnych i niekorzystnych, na tę cechę oddziaływały warunki testowe, które przyczyniły się do jej obniżenia w warunkach niekorzystnych, bez względu na warunki ewolucyjne (p=0.0089; F=8.39).
The living environment on Earth is very diverse, and the occurrence of species in said environment is determined by the biotic and abiotic factors shaping it. Every species requires proper conditions which conform with its living requirements, in which it can live, develop and reproduce. Mutual influence of individual elements of the natural environment can negatively affect the existence of numerous species. Organisms demonstrate various ability to adapt to changing biotic and abiotic factors, and through evolution, they can develop appropriate genetic traits (adaptations), thanks to which they are able to live in specific conditions. The purpose of this experiment was to investigate phenotypic effects through observation of the influence of adverse environmental conditions on population parameters and body mass of a species of beetle Tribolium castaneum, and the influence of living conditions of adult specimen on the number of offspring. The experiment described was conducted on populations of T. castaneum bred for 21 generations in two sets of conditions: positive (30°C and air humidity of 70%) and adverse (37°C and air humidity of 40%). In order to examine the changes in adaptation of those two groups, two subsequent generations were tested, which also allowed to exclude phenotypic effects (including the maternal effect). The study was a crossover trial, which means that the adaptation of populations evolved in positive conditions was tested both in positive and adverse conditions. Such experiment design allowed to further exclude phenotypic effects related only with the influence of given test conditions on examined populations, not with potential adaptations to conditions in which their evolution took place. Besides the changes in adaptation (fertility measurement – the number of adult offspring), fresh mass of offspring derived from all experimental treatment and offspring sex ratio were also measured.The influence of evolutionary conditions on fertility differences between populations bred in positive and adverse conditions has not been confirmed. Only test conditions seemed to influence this parameter, which means that all examined populations, notwithstanding their evolutionary conditions, suffered from lower fertility in adverse conditions (phenotypic effect related with the influence of the environment); (p<0.0001; F=46.86). Influence of evolutionary conditions was observed in body mass of populations under changing environmental conditions. Populations tested in adverse environmental conditions were characterized by lower body mass, no matter the testing conditions (maternal effect); (p<0.0001; F=33.57). Furthermore, an important correlation between sex and test conditions was noticed; it is demonstrated by a larger body mass drop in male specimen of T. castaneum in adverse environmental conditions (phenotypic effect related with the influence of environment); (p=0.0169; F=5.79). The offspring sex ration in populations bred in positive and adverse conditions also seemed not to be influenced by evolutionary conditions – this trait was affected by test conditions, which caused reduction in adverse conditions, without regard for evolutionary conditions (p=0.0089; F=8.39).
