Male-killer dynamics in Danaus chrysippus (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae) in East Africa

• Published in: African journal of ecology 2012-12, Vol.50 (4), p.489-499
• Main Authors: Hassan, Sami S. M., Idris, Eihab, Majerus, Michael E. N.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Animal diseases; Animal populations; Animal reproduction; Bacteria; Butterflies & moths; Danaus chrysippus; Lepidoptera; natural selection; Nymphalidae; PCR; population dynamics; prevalence; resource reallocation; Spiroplasma
• ISSN: 0141-6707; 1365-2028
• DOI: 10.1111/j.1365-2028.2012.01347.x

Within certain regions in East Africa, the butterfly Danaus chrysippus (L.) shows female‐biased population sex ratio, because of the production by some females of all‐female broods, as a result of infection by maternally inherited, male‐killing bacterium of the genus Spiroplasma. In this study, we describe a 3‐year field survey for the population dynamics of the male‐killing Spiroplasma in D. chrysippus in four independent localities, namely Uganda, Ghana, Sudan and Madagascar. The prevalence of the bacterium was found to show extensive variations at multiple scales among different sites, in various countries, seasons and years. A novel, selection‐based hypothesis was suggested to explain the high variability of male‐killer prevalence over space and time, based on the existence of an adaptive link between larval food‐plant density and the magnitude of resource reallocation fitness advantage for the male‐killer. Résumé Dans certaines régions d'Afrique de l'Est, les populations de papillons Danaus chrysippus (L.) présentent un sex‐ratio biaisé en faveur des femelles qui est dû à la production, par certaines femelles, d'une progéniture uniquement femelle, résultat de l'infection, héritée par voie maternelle, d'une bactérie du genre Spiroplasma qui tue les mâles. Dans cet article, nous décrivons une étude de terrain, qui a duré trois ans, de la dynamique de la population du Spiroplasma tueur de mâles de D. chrysippus en quatre endroits indépendants, à savoir en Ouganda, au Ghana, au Soudan et à Madagascar. On a découvert que la fréquence de la bactérie présente, entre les différents sites, de grandes variations sur de multiples échelles selon les divers pays, saisons et années. Une nouvelle hypothèse, fondée sur une sélection, a été suggérée pour expliquer la forte variabilité de la présence du tueur de mâles dans l'espace et le temps, qui se base sur l'existence d'un lien adaptatif entre la densité des plantes qui servent de nourriture aux larves et l'amplitude de l'avantage énergétique dû à la redistribution de cette ressource.