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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-99857
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2019/9985/


Does sexual selection favour consistent behavioural differences in bi-parental cichlids?

Werden konstante Verhaltensunterschiede in Cichliden durch sexuelle Selektion begünstigt?

Scherer, Ulrike

pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Sexuelle Selektion , Verhalten , Evolution , Fürsorge , Fortpflanzung , Partnerwahl , Fische , Aggression
Freie Schlagwörter (Deutsch): Persönlichkeitsunterschiede
Freie Schlagwörter (Englisch): evolution of behaviour , sexual selection , personality differences , mate choice , cichlid fish
Basisklassifikation: 42.42
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Schütt, Wiebke (Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.09.2019
Erstellungsjahr: 2019
Publikationsdatum: 30.09.2019
Kurzfassung auf Englisch: In a constantly changing world behavioural flexibility should be favoured by selection allowing individuals to adjust their behaviour to various situations. Yet, consistent between-individual differences in behaviour (also called personality differences) are prevailing in the animal kingdom. But although the existence of personality differences is empirically well supported we are just starting to understand their adaptive significance. Recently, it has been suggested that sexual selection may have profound effects on personality variation observed within populations. Depending on the direction of mate choice and associated variance in reproductive success of different behavioural types (or the combination of them), sexual selection may have the power to erode or stabilise personality variation. However, the hypotheses proposed largely remain to be tested. In my thesis, I aimed to contribute to a better understanding of how sexual selection can shape personality variation by testing how individual differences in aggression and boldness, two of the most prominent personality traits, affect mate choice and reproductive success in the rainbow krib, Pelvicachromis pulcher, a bi-parental cichlid from West Africa. Individual aggression and boldness are thought to be sexually selected in this species because both traits are important during parental care (i.e. they affect whether and how parental fish protect their offspring from con- and heterospecific brood-predators).
I tested female mate choice for male boldness and aggression and male mate choice for female boldness (level and consistency of behaviour, respectively). Further, I tested how personality differences in pre-determined boldness and aggression, and in parental care behaviour affect reproductive success (number and size of offspring). For all experiments, I followed up two alternative hypotheses regarding the level and consistency of behaviour: I either expected selection for individual quality (indicated by directional selection) or for pair compatibility (indicated by (dis-) assortment).
I found differences in mate choice between the sexes (female choice but no male mate choice) and, for female mate choice, between personality traits. That is, females showed a directional preference for consistent high-aggression males, a dis-assortative preference for the level of male boldness, and an assortative preference for the consistency of male boldness. The dis-assortative female preference for male level of boldness was associated with increased reproductive success in terms of a higher number of offspring. However, also positive assortment in the level of aggression- and boldness-like parental care behaviour was associated with increased reproductive success in terms of larger offspring.
My results suggest that sexual selection may erode personality variation in the level of aggression and boldness via directional and dis-assortative selection, respectively (given that there are no other selective pressures). But my data also support the hypothesis that personality variation is maintained via reproductive benefits resulting from positive behavioural assortment during parental care. My data suggest that the strength of sexual selection may vary between the sexes (as I found female but no male mate choice). Further, my data indicate that not only the level of behaviour but also behavioural consistency is sexually selected (as indicated by female mate choice) though I could not detect reproductive consequences being associated with behavioural consistency. I provide evidence that sexual selection affects personality variation in rainbow kribs. However, the direction of selection is rather complex calling for further investigations the shed light on the overall direction of selection.
Kurzfassung auf Deutsch: In einer sich ständig verändernden Welt sollte Verhaltensflexibilität einen selektiven Vorteil bieten, da sie Individuen erlaubt sich unterschiedlichsten Situationen anzupassen. Trotzdem können wir bei einer großen Anzahl von Tierarten konsistente Unterschiede im Verhalten zwischen Individuen beobachten (auch Persönlichkeitsunterschiede genannt). Obwohl die Existenz dieser Persönlichkeitsunterschiede empirisch gut belegt ist, fangen wir gerade erst an zu verstehen, welche adaptive Bedeutung Persönlichkeitsvariation haben könnte. Sexuelle Selektion könnte hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Das heißt, in Abhängigkeit der Richtung der Partnerwahl und der damit verbundenen Variation im Reproduktionserfolg der verschiedenen Verhaltenstypen (oder deren Kombination), könnte sexuelle Selektion eine erodierende oder stabilisierende Wirkung auf die Persönlichkeitsvariation innerhalb von Populationen haben - wobei diese Hypothesen erst noch empirisch untersucht werden müssen. Mit dieser Dissertation möchte ich zu einem besseren Verständnis des Einflusses sexueller Selektion auf die Evolution von Persönlichkeitsunterschieden beitragen. Zu diesem Zweck habe ich getestet, welche Rolle individuelle Verhaltensunterschiede in Aggressivität und Mutigkeit, zwei der prominentesten Persönlichkeitsmerkmale, bei Partnerwahl und Reproduktionserfolg des Pupurprachtbuntbarsches, Pelvicachromis pulcher, einem bi-parentaler Cichliden aus Westafrika, spielen. Ich hatte vermutet, dass individuelle Verhaltensunterschiede in Aggressivität und Mutigkeit in dieser Art sexuell selektiert werden, weil beide Verhaltensmerkmale während des Elternfürsogeverhaltens wichtig sind (d.h. sie beeinflussen ob und wie die Nachkommen vor artgleich und artfremden Brutpredatoren beschützt werden).
Ich habe getestet, welche Paarungspräferenzen Weibchen für Aggressivität und Mutigkeit bei Männchen zeigen und welche Paarungspräferenzen Männchen für Mutigkeit bei Weibchen haben (dabei habe ich jeweils sowohl das Verhaltenslevel als auch die Verhaltenskonsistenz berücksichtigt). Außerdem habe ich getestet, welchen Einfluss Persönlichkeitsunterschiede in Aggressivität und Mutigkeit (vor und während der Jungenfürsorge) auf den Reproduktionserfolg (Anzahl und Größe der Nachkommen) haben. In allen Experimenten habe ich zwei alternative Hypothesen hinsichtlich des Verhaltenslevels und der Verhaltenskonsistenz verfolgt: ich hatte gerichtete Selektion für individuelle Qualität erwartet oder Selektion auf (Un-) Ähnlichkeit (positiv oder negativ assortative Selektion) für Kompatibilität.
Das Partnerwahlverhalten hat sich zwischen den Geschlechtern unterschieden (Weibchen- aber keine Männchenwahl) und bei der Weibchenwahl unterschied es sich auch zwischen den Verhaltensmerkmalen. Das bedeutet, Weibchen zeigten eine gerichtete Präferenz für konsistent hoch-aggressive Männchen. Bezüglich des Mutigkeitsverhaltens zeigten Weibchen eine Paarungspräferenz für Männchen mit einem unähnlichen Verhaltenslevel aber mit ähnlicher Verhaltenskonsistenz (im Verhältnis zum Weibchen). Die Paarungspräferenz für Unähnlichkeit im Level des Mutigkeitsverhalten stand im Zusammenhang mit einem erhöhten Reproduktionserfolg, d.h. eine erhöhte Anzahl von Nachkommen. Allerdings hatten auch Brutpaare, die sich während der Jungenfürsorge ähnlich verhalten hatten einen erhöhten Reproduktionserfolg, d.h. größere Nachkommen.
Meine Ergebnisse legen nahe, dass sexuelle Selektion Persönlichkeitsvariation in Aggressivität und Mutigkeit durch gerichtete und negativ-assortative Selektion erodieren könnte (vorausgesetzt es wirkt kein anderer Selektionsdruck auf diese Verhaltensmerkmale). Meine Daten stützen allerdings auch die Hypothese, dass Persönlichkeitsunterschiede durch positiv-assortative Selektion erhalten bleiben, da Ähnlichkeit im Verhalten während der Jungenfürsorge reproduktive Vorteile hatte. Die Stärke der Selektion scheint sich zwischen den Geschlechter zu unterscheiden, da ich Weibchen- aber keine Männchenwahl nachweisen konnte. Außerdem zeigen die Resultate meiner Weibchenwahl-Experimente, dass nicht nur das Verhaltenslevel sondern auch die Verhaltenskonsistenz sexuell selektiert wird; wobei ich keinen Effekt von Verhaltenskonsistenz auf den Reproduktionserfolg nachweisen konnte. Ich zeige, dass sexuelle Selektion Persönlichkeitsvariation im Pupurprachtbuntbarsch beeinflusst. Die Richtung der Selektion ist allerdings komplex, daher bedarf es weiterer Untersuchungen, um den Zusammenhang zwischen Persönlichkeitsunterschieden und sexueller Selektion in dieser Art besser zu verstehen.

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