Blue-spotted Salamander Ambystoma laterale, 2011

Data sheet produced by the Iowa Department of Natural Resources is about different times of animals, insects, snakes, birds, fish, butterflies, etc. that can be found in Iowa.

Structure génétique de populations montréalaises de salamandres cendrées (Plethodon cinereus) et de salamandres à points bleus (Ambystoma laterale)

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Predator-Induced Plasticity in Spotted Salamanders (Ambystoma maculatum)

The ability to respond plastically to the environment has allowed amphibians to evolve adaptive responses to spatial and temporal variation in predation threat. However, animals exposed to predators may also show costs of plasticity or tradeoffs. This study examines predator-induced plasticity in larval development, behavior, and metamorphosis in the spotted salamander, Ambystoma maculatum. Salamanders were raised in two treatments: with predator cues (a fish predator, genus Lepomis, on the other side of a divided tank), or without predator cues. During the larval stage the predator treatment group experienced higher mortality rates than the no-predator treatment group. Behavioral trials revealed that predator treatment animals ate less than those not exposed, and that this feeding response was immediately inducible and had lasting effects. Animals in the predator treatment group had smaller tail areas during the mid-larval period. Feeding and body size effects may have contributed to increased mortality in the predator-treatment animals. The timing of metamorphic onset was not affected by the presence of predators, but predator-treatment salamanders had shorter snout/vent lengths at metamorphosis. The duration of metamorphosis showed a potentially adaptive plastic response to the presence of predator cues: metamorphosis was longest in the no-predator treatment group, reduced in the predator treatment group, and even further reduced for animals exposed to predator cues only during metamorphosis. Overall, we found a mix of potentially adaptive and costly plastic responses in spotted salamanders.

Ontogenetic Effects of Hatching Plasticity in the Spotted Salamander (Ambystoma maculatum) due to Egg and Larval Predators

The ability to respond plastically to the environment has allowed amphibians to evolve a response to spatial and temporal variation in predation threat (Benard 2004). Embroys exposed to egg predation are expected to hatch out earlier than their conspecifics. Larval predation can induce a suite of phenotypic changes including growing a larger tail area. When presented with cues from both egg and larval predators, embryos are expected to respond to the egg predator by hatching out earlier because the egg predator presents an immediate threat. However, hatching early may be costly in the larval environment in terms of development, morphology, and/or behavior. We created a laboratory experiment in which we exposed clutches of spotted salamander (Ambystoma maculatum) eggs to both egg (caddisfly larvae) and larval (A. opacum) predators to test this hypothesis. We recorded hatching time and stage and took developmental and morphological data of the animals a week after hatching. Larvae were entered into lethal predation trials with a larval predatory sunfish (Lepomis sp.) in order to study behavior. We found that animals exposed to the egg predator cues hatched out earlier and at earlier developmental stages than conspecifics regardless of whether there was a larval predator present. Animals exposed to larval predator cues grew relatively larger tails and survived longer in the lethal predation trials. However the group exposed to both predators showed a cost of early hatching in terms of lower tail area and shorter survival time in predation trials. The morphological and developmental effects measured of hatching plasticity were transient as there were no developmental or morphological differences between the treatment groups at metamorphosis. Hatching plasticity may be transient but it is important to the development and survival of many amphibians.

The brain of the tiger salamander, Ambystoma tigrinum.

Bibliography: p. 307-317.

Ultrastructure of developing tooth plates in the Australian lungfish, Neoceratodus forsteri (Osteichthyes : Dipnoi)

While the lungfish dentition is partially understood as far as morphology and light microscopic structure is concerned, the ultrastructure is not. Each tooth plate is associated with a dental lamina that develops from the inner layer of endodermal cells that form the oral epithelium. Dentines, bone and cartilage of the jaws differentiate from mesenchyme cells aggregating beneath the oral endothelium. Enamel, in the developing and in the mature form, has similarities to that of other early vertebrates, but unusual characters appear as development proceeds. Ameloblasts are capable of secreting enamel, and, with mononuclear osteoclasts, of remodelling the bone below the tooth plate. The forms of dentine, all based largely on an extracellular matrix of collagen and mineralised with biological apatite, differ from each other and from the underlying bone in the ultrastructure of associated cells and in the mineralised extracellular matrices produced. Cell processes emerging from the odontoblasts and from the osteoblasts vary in length, degree of branching and of anastomoses between the processes, although all of the cell types have large amounts of rough endoplasmic reticulum. Mineralisation of the extracellular matrices varies among the enamel, dentines and bone in the tooth plate. In addition, the development of the hard tissues of the tooth plates indicates that many of the similarities in fine structure of the dentition in lungfish, to tissues in other fish and amphibia, apparent early in development, disappear as the dentition matures. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Étude du rôle des gènes TGF-β1 et HSP-70 lors du processus de régénération du membre chez l’axolotl

Les urodèles amphibiens, dont fait partie l’axolotl (Ambystoma mexicanum), ont la capacité de régénérer leurs organes et membres suite à une amputation, tout au long de leur vie. La patte est l’organe dont le processus de régénération est le mieux caractérisé et ce dernier est divisé en deux phases principales. La première est la phase de préparation et commence immédiatement suite à l’amputation. Elle renferme des étapes essentielles au processus de régénération comme la guérison de la plaie et la formation d’une coiffe apicale ectodermique. Par la suite, les fibroblastes du derme et certaines cellules musculaires vont revenir à un état pluripotent via un processus appelé dédifférenciation cellulaire. Une fois dédifférenciées, ces cellules migrent et s’accumulent sous la coiffe apicale pour former le blastème. Lors de la phase de redéveloppement, les cellules du blastème se divisent puis se redifférencient pour régénérer la partie amputée. Fait intéressant, la régénération d’un membre ou la guérison d’une plaie chez l’axolotl ne mène jamais à la formation d’une cicatrice. Afin d’en apprendre plus sur le contrôle moléculaire de la régénération, les gènes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) et Transforming growth factor-β1 (Tgf-β1) ont été sélectionnés. Ces gènes jouent un rôle important dans la réponse au stress et lors de la guérison des plaies chez les mammifères. HSP-70 est une chaperonne moléculaire qui est produite pour maintenir l’intégrité des protéines cellulaires lorsqu’un stress se présente. TGF-β1 est une cytokine produite suite à une blessure qui active la réponse inflammatoire et qui stimule la fermeture de la plaie chez les amniotes. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que Hsp-70 est exprimé et régulé lors du développement et de la régénération du membre chez l’axolotl. D’autre part, nos expériences ont mené à l’isolation de la séquence codante pour Tgf-β1 chez l’axolotl. Nos résultats montrent que Tgf-β1 est exprimé spécifiquement lors de la phase de préparation dans le membre en régénération. De plus, le blocage de la voie des Tgf-β avec l’inhibiteur pharmacologique SB-431542, lors de la régénération, mène à l’inhibition du processus. Ceci démontre que la signalisation via la voie des Tgf-β est essentielle à la régénération du membre chez l’axolotl.

Adaptive evolution via a major gene effect: Paedomorphosis in the Mexican axolotl

Although adaptive evolution is thought to depend primarily on mutations of small effect, major gene effects may underlie many of the important differences observed among species in nature. The Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum) has a derived mode of development that is characterized by metamorphic failure (paedomorphosis), an adaptation for an entirely aquatic life cycle. By using an interspecific crossing design and genetic linkage analysis, a major quantitative trait locus for expression of metamorphosis was identified in a local map of amplified fragment length polymorphisms. These data are consistent with a major gene hypothesis for the evolution of paedomorphosis in A. mexicanum.

Consequences of metamorphosis for the locomotor performance and thermal physiology of the newt Triturus critatus

During metamorphosis, most amphibians undergo rapid shifts in their morphology that allow them to move from an aquatic to a more terrestrial existence. Two important challenges associated with this shift in habitat are the necessity to switch from an aquatic to terrestrial mode of locomotion and changes in the thermal environment. In this study, I investigated the consequences of metamorphosis to the burst swimming and running performance of the European newt Triturus cristatus to determine the nature and magnitude of any locomotor trade-offs that occur across life-history stages. In addition, I investigated whether there were any shifts in the thermal dependence of performance between life-history stages of T. cristatus to compensate for changes in their thermal environment during metamorphosis. A trade-off between swimming and running performance was detected across life-history stages, with metamorphosis resulting in a simultaneous decrease in swimming and increase in running performance. Although the terrestrial habitat of postmetamorphic stages of the newt T. cristatus experienced greater daily fluctuations in temperature than the aquatic habitat of the larval stage, no differences in thermal sensitivity of locomotor performance were detected between the larval aquatic and postmetamorphic stages. The absence of variation across life-history stages of T. cristatus may indicate that thermal sensitivity may be a conservative trait across ontogenetic stages in amphibians, but further studies are required to investigate this assertion.

Dynamique de la variation génétique et épigénétique chez un vertébré kleptogène

La variation phénotypique est essentielle à la persistance des organismes dans le temps ainsi qu’à la colonisation de nouveaux habitats. Les principales sources de variation phénotypique sont la génétique et l'épigénétique. L'épigénétique a été proposé comme un atout important pour les organismes asexués pour compenser le manque de diversité génétique. L'objectif de cette étude est d'évaluer si l’absence de variation génétique est compensée par l'épigénétique en comparant les profils de méthylation d’individus gynogènes et kleptogènes des hybrides de salamandre à points bleus. Les individus échantillonnés s’organisent en cinq groupes génétiquement différenciés, provenant du même haplome paternel A. jeffersonianum. Deux des cinq groupes sont exclusivement gynogènes, pour des raisons écologiques ou génomiques. Les trois autres groupes sont formés d’individus parfois kleptogènes, car ils présentent une variation génétique plus élevée au sein d’un site qu’entre les sites, en plus de porter des allèles très divergents par rapport à la distribution globale des allèles hybrides, trouvés en haute fréquence dans les populations sympatriques de A. laterale. Les patrons épigénétiques sont variables et distincts entre les cinq groupes génétiques. Les groupes gynogènes sont les seuls à présenter un effet environnemental significatif sur leurs patrons épigénétiques, suggérant que ces individus clonaux doivent être en mesure de maximiser leur potentiel de variation épigénétique pour faire face à des variations environnementales.

Dynamique de la variation génétique et épigénétique chez un vertébré kleptogène

La variation phénotypique est essentielle à la persistance des organismes dans le temps ainsi qu’à la colonisation de nouveaux habitats. Les principales sources de variation phénotypique sont la génétique et l'épigénétique. L'épigénétique a été proposé comme un atout important pour les organismes asexués pour compenser le manque de diversité génétique. L'objectif de cette étude est d'évaluer si l’absence de variation génétique est compensée par l'épigénétique en comparant les profils de méthylation d’individus gynogènes et kleptogènes des hybrides de salamandre à points bleus. Les individus échantillonnés s’organisent en cinq groupes génétiquement différenciés, provenant du même haplome paternel A. jeffersonianum. Deux des cinq groupes sont exclusivement gynogènes, pour des raisons écologiques ou génomiques. Les trois autres groupes sont formés d’individus parfois kleptogènes, car ils présentent une variation génétique plus élevée au sein d’un site qu’entre les sites, en plus de porter des allèles très divergents par rapport à la distribution globale des allèles hybrides, trouvés en haute fréquence dans les populations sympatriques de A. laterale. Les patrons épigénétiques sont variables et distincts entre les cinq groupes génétiques. Les groupes gynogènes sont les seuls à présenter un effet environnemental significatif sur leurs patrons épigénétiques, suggérant que ces individus clonaux doivent être en mesure de maximiser leur potentiel de variation épigénétique pour faire face à des variations environnementales.