Alcohol tolerance and Adh gene frequencies in European and African populations of Drosophila melanogaster

Abstract

Natural populations from France, several countries around the Mediterranean sea, tropical Africa and South Africa were investigated for ethanol tolerance and allelic frequencies at the Adh locus. Both traits exhibited a clinal pattern, i.e. an increase of tolerance and of the frequency of the Adh-F allele with latitude. Larvae exhibited variations in tolerance similar to those previously known in adults, in agreement with the hypothesis that in nature larvae could be the effective target of ethanol selection. Between Europe and Africa, the latitudinal cline for the Adh locus is not linear, but rather exhibits a sigmoid shape with a very steep slope between 30 and 40° of latitude. Populations from South Africa are conveniently included in this general shape. Both types of clines seem to have some adaptive significance. However, the very high correlation (0.89) between variations of ethanol tolerance and of Adh-F allele is not a demonstration of a causal relationship between the two traits. Résumé Tolérance à l'alcool et fréquences alléliques de l'Adh chez des populations européennes et africaines de Drosophila melanogaster. Des populations naturelles provenant de France, du pourtour de la Méditerranée, d'Afrique tropicale et d'Afrique du Sud ont été étudiées pour leur tolérance à l'alcool et les fréquences alléliques du locus Adh. Les 2 caractères montrent une variation clinale, c'est-à-dire une augmentation de la tolérance et de la fréquence de l'allèle Adh-F avec la latitude. Les larves présentent des variations de la tolérance analogues à celles déjà connues chez les adultes, ce qui est en accord avec l'hypothèse selon laquelle, dans la nature, les larves seraient la véritable cible de la sélection exercée par l'éthanol. Entre l'Europe et l'Afrique, le cline pour le locus de l'Adh n'est pas linéaire mais il présente plutôt une forme sigmoïde, avec une pente abrupte entre 30 et 40 degrés de latitude. Les populations du sud de l'Afrique se disposent convenablement sur cette courbe sigmoïde. Les 2 types de clines semblent tous deux avoir une signification adaptative. Cependant, la très forte corrélation (0,89) observée entre les variations de la tolérance à l'alcool et celles de l'allèle Adh-F ne prouve pas l'existence d'une relation causale entre les 2 caractères. Mots clés : Drosophila melanogaster, allozymes, polymorphisme du locus Adh, tolérance à l'alcool, clines de latitude.