A case of rapid evolution of body shape for the White Sands pupfish?

Authors: Collyer, ML, Stockwell, CA

Year: 2002 (xxxiv)

Abstract

The current distribution of White Sands pupfish, Cyprinodon tularosa, consists of four populations: Salt Creek, Malpais Spring, Mound Spring and Lost River. The latter two populations were founded ca. 1970 with fish from the Salt Creek population. These recently established populations now occupy habitats that differ considerably from the

native habitat at Salt Creek, a moderately saline fluvial habitat; Lost River is a highly saline fluvial habitat and Mound Spring is a freshwater spring. A recent landmark-based morphological examination revealed significant differences in pupfish body shapes among the four populations. B ody shape was highly conserved for the Sal t C reek population introduced into Lost River, but significantly diverged in the Mound Spring habitat to a deepe r-bodied form. Despite this divergence, the ave rage Mound Spring shape was significantly different from the average deep-bodied s hape of pupfish at Malp ais Sp ring. Further, analysis of generalized morphological distance suggested that, although the average Mound Spring shape was as divergent from Salt Creek as the average Malpa is Spri ng sha pe, there was a greater association of Mo und Spring shape with Salt Cr eek and Lo st River shapes than the Malpais Spring shape. Experimental evidence suggests that rapid evolution of body shape in the Mound Spring environment may have led to the divergence in the average Mound Spring shape. Two results support this hypothesis: 1) fish from the two native populations cultured in common garden mesocosms at low and high salinity levels maintained significantly different shapes with no significant effect observed for sali nity and; 2) experimental populations of Salt Cr eek fish raised in freshwater ponds did not show a sign ificant sh ift in shape from the S alt Creek form one year after transfer. We conclude that shape divergence in the Salt Creek population established at Mound Spring did not occur solely because of phenotypic plasticity, and that shape may have undergone rapid evolutionary divergence in this environment.

Resumen

Un caso de rápida evolución en la forma corporal del cachorrito de White Sands? La distribución act ual del c ahorrito de White San ds, Cyprinodon tu larosa, consiste de cuatro poblaciones: Salt Creek, Malpais Spring, Mound Spring y Lo st River. Las últimas dos poblaciones fueron establecidas circa 1970 con individuos del a población de Sal t Creek. Est as po blaciones recientemente establecidas, ahora ocupan hábitats que difieren considerablemente de su hábitat nativo en Salt Creek, un hábitat moderadamente salino-fluvial; el hábitat de Lost River es altamente salino-fluvial y el de Mound Spring es un venero de agua dulce. Un descubrimiento reciente, basado en un exámen morfológico detallado, reveló significativas diferencias en las formas corporales entre las cuatro poblaciones del cachorrito. La forma corporal fue altamente conservada para la población de Salt Creek introducida a Lost River, pero divergió si gnificantemente en el hábitat de Mound Spring a una forma cor poral más profunda. A pesar de esta divergencia, la forma promedio de Mound Spring fue significantemente diferente de la forma profunda promedio en peces de Mal pais Spring. Además, el anális is de distancia morfológica generalizada sugirió que a ún cuando l a fo rma prom edio de M ound S pring era tan divergente del a de Sal t C reek com o l a form a pr omedio de Malpais Spring, había una asociación más grande de la forma de Mound Spring con las de Salt Creek y Lost River que con la forma de M alpais Spring. La evidencia experimental sugiere que la rápida evolución de forma corporal en el medioambiente de M ound Spring puede haber guiado a la divergencia en l a forma corporal promedio en ese lugar. Dos resultados apoyan esta hipótesis: 1) los peces de las dos poblaciones nativas cultivadas en jardines mesocosmos comunes con bajos y altos niveles de salinidad mantuvieron significantemente las formas diferentes, sin observarse un efecto significante por salinidad; y 2) las poblaciones de peces experimentales de Salt Creek cria dos en estanques de agua dulce n o mostraron un cam bio si gnificante en l a fo rma corp oral de este lugar, a un año después de la transferencia. Concluímos que la divergencia en la forma corporal de la población de Salt Creek establecida en Mound Spring no oc urrió de bido so lamente a la plasticidad fenotípica, y que la forma pue de haber sufrido una rápida divergencia evolutiva en este medio ambiente.