Body size evolution in insects with different colouration strategies: the role of predation risk

Date

2009-04-16T07:37:55Z

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Kiskluse roll putukate kehasuuruse evolutsioonis erinevate värvusstrateegiate korral Käesoleva doktoriväitekirja eesmärk on hinnata kehasuurusest positiivselt sõltuva kisklusriski potentsiaali tasakaalustada paljudel putukatel leitud tugevat seost kehasuuruse ja viljakuse vahel. See võimaldaks selgitada niisuguste putukate esmapilgul mitteadaptiivselt lühikesena näivat kasvuperioodi. Uuri­misel võeti arvesse eri värvusstrateegiate mõju kisklusriski suurusest-sõltuvuse suunale ja tugevusele. Kehasuurus saab lindude vahendatud kisklusriski mõjutada kas saaklooma silmatorkavuse või kiskja eelistuste kaudu. Laborikatsetes leiti, et linnud (Parus major) ründavad meels­mini suuremaid varjevärvusega, kuid väiksemaid hoiatusvärvusega saakloomi. Saaklooma leidmise kiirus sõltus aga suurusest hoiatusvärvuse puhul tunduvalt tugevamini kui varjevärvuse korral. Hindamaks nende kahe valikusurve reaalset tulemust viidi läbi välikatsed, mis andsid mõlema värvitüübi puhul tule­museks positiivse sõltuvuse kehasuurusest. Suurus-sõltuvus oli hoiatus­värvu­sega mulaažidel aga tugevam. See lubab järeldada, et silmatorkavus mängib kiskjate eelistustest mõnevõrra suuremat rolli; need tulemused on aga vastuolus levinud arvamusega, et hoiatusvärvusega putukatel tasub kasvada suuremaks kui varjevärvuse puhul. Liigi O. antiqua kohta koostatud empiiriline optimaalsusmudel, mille aluseks on osaliselt käesoleva väitekirja kvantitatiivsed tulemused, näitas, et mitmesuguste realistlike parameetriväärtuste juures ei piisa kiskluse mõjust, et tasakaalustada pikema kasvuaja puhul oodatavat viljakuse tõusu. Ainult üsna kõrge üldise suremuse korral, kombineerituna suremuse suurusest-sõltuvusega, osutuks kauem kasvamine mitteadaptiivseks. Selles väitekirjas leitud realistlikud suremusparameetrid moodustavad olulise osa eeldustest, mis on vajalikud putukate elukäikude modelleerimiseks ja nende optimaalsuse hindamiseks. Body size evolution in insects with different colouration strategies: the role of predation risk The underlying aim of this thesis is to evaluate if positively size dependent risk of bird predation can counterbalance the high fecundity advantage of large size found in many insects, and thereby explain the seemingly nonadaptively short growth duration in these insects. In investigating this possibility, the colouration strategy of prey insects was accounted for, as it inevitably interacts with size in determining predation risk. Size dependence of the two major components of predation risk – detectability and acceptability to predators – in both cryptic and warningly coloured larvae was studied in two laboratory experiments. Great tits preferred larger cryptic prey item, but avoided larger conspicuous prey. However, detectability trials revealed that the slope of positively size-dependent detection risk was substantially steeper for conspicuous larvae. A field study was conducted to investigate the net outcome of the effects of detectability and acceptability on larval size-dependent predation rates. In both colour groups, the risk of bird predation depended positively on size, but was more strongly size-dependent in the presence of warning colouration. This suggests that the effect of detectability may exceed that of acceptability in natural situations. This study appears to contradict the assumption that aposematic insects benefit more from large size than cryptic ones. An optimality model constructed for O. antiqua, based on empirical results partly obtained from this study, predicts that, at a range of realistic assumptions, it is hard to explain the shortness of the actual growth period with predation risk. Only when combining high overall predation rate with positive size dependence, can the effects of predation explain the existing growth curves. The realistic parameters of larval predation rates estimated by this thesis constitute an important set of assumptions that are necessary for modelling and making inferences about insect life-history optimality.

Description

Keywords

Citation