The genetics of host selection and its bearing on sympatric speciation in Procecidochares (Diptera: Tephritidae)

The genetics of host selection, in terms of oviposition behavior, was investigated in two species of monophagous gall-forming flies. The existence of a single major allele difference in the genetic basis of host selection was established by a series of hybrid crosses between these flies. The complimentary role of conditioning was also investigated. The appaently simple genetic change required to produce a change in host selection suggests a mechanism of sympatric speciation applicable to these insects.

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Zusammenfassung Das Problem der sympatrischen Artbildung bei phytophagen Insekten konzentriert sich auf den Mechanismus, durch welchen solche Tiere im Verlauf ihrer Evolution von einem Wirt zu einem anderen überzugehen vermögen. Gewöhnung (conditioning) ist eine der Methoden, mittels welcher solche Verschiebungen auftreten können, doch wird sie im allgemeinen nicht für genügend wirksam angesehen, um die zur Artbildung nötige Isolation zu erzeugen. Genmutationen, die solche Übergänge zu anderen Wirten bewirken könnten, sind bisher nur wenig verstanden.Die vorliegende Untersuchung benutzt die Kreuzung eines Paares sympatrischer Geschwisterarten, um die natürliche genetische Variabilität im Wirtswahlverhalten der beiden Arten aufzudecken. Ein einzelner Genort, der in der einen Art ein Allel und in der zweiten Art ein anderes trägt, wird postuliert.Diese Allele befähigen die Insektenarten, welche sie besitzen, ihre Wirte zum Zwecke der Eiablage zu finden. Außerdem scheinen diese Allele die Insekten in die Lage zu versetzen, sich an den Wirt anzupassen, auf welchem sie sich entwickelten. Mit anderen Worten, P. australis trägt das Allel p¹, das sie befähight, irgendeinen Reiz, vielleicht eine bestimmte chemische Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Heterotheca, wahrzunehmen. Spezies A trägt ein zweites Allel, p², welches sie befähigt, einen andersartigen Reiz, vielleicht eine zweite Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Machaeranthera, wahrzunehmen. Die heterozygoten Hybriden p¹p² können dann beide Wirtspflanzen erkennen. Zusätzlich können sie aber auf den Wirt eingestellt (conditioned) werden, an dem sie aufwuchsen. Eine Bestätigung dafür scheint zu sein, daß beispielsweise p²p²-Fliegen, die an Heterotheca aufwuchsen, diese Pflanzen nicht als Wirt erkennen, daher nicht an sie angepaßt werden können und daher ihre Eier vorzugsweise an Machaeranthera ablegen. Aus diesen Beobachtungen wird ein. Modell für die sympatrische Entstehung dieses Artenpaares abgeleitet.