Evolutionary Resolutions of Conflicts with Mates and Offspring
(2000)- Abstract
- In sexual conflicts and conflicts between parents and offspring, natural selection acts in different directions on the two sides. For example, males may be selected to achieve many mates, but female fitness may be maximised by monogamy. In this thesis I study the evolutionary outcome of these situations mainly by theoretical modelling. I present an empirical investigation of mating interactions in the marine isopod Idothea baltica L., where males are aggressive to overcome female reluctance to mate, and make a game-theoretical analysis of the system to explain the temporal patterns of male and female aggression from the changing payoffs in the evolutionary conflict. I show that evolutionary arms races of quantitative traits that increase... (More)
- In sexual conflicts and conflicts between parents and offspring, natural selection acts in different directions on the two sides. For example, males may be selected to achieve many mates, but female fitness may be maximised by monogamy. In this thesis I study the evolutionary outcome of these situations mainly by theoretical modelling. I present an empirical investigation of mating interactions in the marine isopod Idothea baltica L., where males are aggressive to overcome female reluctance to mate, and make a game-theoretical analysis of the system to explain the temporal patterns of male and female aggression from the changing payoffs in the evolutionary conflict. I show that evolutionary arms races of quantitative traits that increase power in conflicts will be halted if their costs increase fast enough. It is also shown that if the traits involved in the arms race are behaviours, the arms race will concomitantly decrease the extent of conflict, so that the conflict is automatically resolved. It is shown that the solution of the sexual conflict over provisioning of young may influence the subsequent evolution of clutch size. A specific insect case is analysed where the conflict is resolved so that females may exploit males, and where the conflict influences social behaviour. It is further shown that in plants, the parent-offspring conflict over seed provisioning is influenced by endosperm ploidy and multiple paternity. (Less)
- Abstract (Swedish)
- Popular Abstract in Swedish
Evolutionsteorin säger att de anpassningar som leder till en ökad mängd ungar och ättlingar i senare led kommer att sorteras fram av det naturliga urvalet. Det är dock inte alltid så självklart vad som kommer att gynnas av selektionen. Ofta får hanar mer avkomma om de parar sig med många honor, i stort sett oavsett hur de uppnår detta. Hanliga anpassningar för detta ändamål är också vanliga i naturen. Dessa anpassningar kan å andra sidan vara negativa för honorna som kanske inte får hjälp med att föda upp ungarna. Honor som kan förhindra sin partner att locka till sig andra honor gynnas då av det naturliga urvalet. Detta skulle ju vara helt på tvärs mot det som gynnar hanarna, och man säger då... (More) - Popular Abstract in Swedish
Evolutionsteorin säger att de anpassningar som leder till en ökad mängd ungar och ättlingar i senare led kommer att sorteras fram av det naturliga urvalet. Det är dock inte alltid så självklart vad som kommer att gynnas av selektionen. Ofta får hanar mer avkomma om de parar sig med många honor, i stort sett oavsett hur de uppnår detta. Hanliga anpassningar för detta ändamål är också vanliga i naturen. Dessa anpassningar kan å andra sidan vara negativa för honorna som kanske inte får hjälp med att föda upp ungarna. Honor som kan förhindra sin partner att locka till sig andra honor gynnas då av det naturliga urvalet. Detta skulle ju vara helt på tvärs mot det som gynnar hanarna, och man säger då att det finns en evolutionär konflikt mellan könen vad gäller antalet honor per hane. På liknande sätt finns det en evolutionär konflikt mellan föräldrar och ungar med avseende på hur mycket resurser en unge ska få. Denna avhandling är inriktad på att studera teorin för evolutionära konfliktsituationer av detta slag, och förutsäga vart den evolutionära processen leder. Jag studerade det marina kräftdjuret Idothea baltica. I likhet med vad som är fallet hos många andra kräftdjur kan hos denna art parning ske bara när honan just har ömsat skal och det yttre skelettet fortfarande är mjukt. Därför försöker hanarna hålla fast i en hona om de märker att hon snart ska ömsa skinn. När hanarna på detta sätt grabbar tag i en hona blir det ofta en kamp mellan könen där honan sparkar våldsamt för att komma loss. Det visade sig att de mest intensiva kamperna förekom i ett tidsfönster som började ca fem dagar innan, och slutade ca två dagar innan honans ömsning. För att förstå rationaliteten bakom detta mönster formulerade vi en spelteoretisk modell som förutsade aggressionen utifrån kostnader för båda kön för att vinna eller förlora och kostnader för aggression.
En stor del av avhandlingen behandlar teoretiska aspekter av generella konflikter. Jag visar att de egenskaper som används för att komma över den andra sidans motstånd ofta kan vara föremål för evolutionära ”kapprustningar” som hejdas först när de fysiologiska kostnaderna blir för höga. Ökade kostnader kan i vissa fall också leda till en ”kompromisslösning”. Jag fann också att hur en konflikt löses kan få konsekvenser för hur orelaterade egenskapers utvecklas. Om båda föräldrarna hjälps åt med omvårdnaden av ungarna möjliggör detta till exempel en högre kullstorlek. Omvänt betyder hög kullstorlek att hanens insats blir helt oundgänglig. Hos guldäggsbärarskinnbaggen Phyllomorpha laciniata lägger honorna sina ägg på uppvaktande hanar. Vi tolkade detta beteende så att det förekommer ett spel mellan könen. Honor parar sig väldigt ofta, så det finns en poäng för hanarna att närma sig och uppvakta honor. Honorna kan utnyttja detta och lägga ägg på ryggen av den uppvaktande hanen som bör acceptera detta om det ökar sannolikheten för parning. Om honor aldrig parade sig borde enligt modellen hanarna heller inte acceptera att bära på äggen.
Växters frön innehåller näring som grodden behöver initialt. Mängden näring är föremål för konflikt mellan moderplanta och frö. Den optimala mängden är högre för fröet än för moderplantan och jag visar hur optima för båda parter förändras beroende på blandningen av faderskapet, d.v.s. om många pollenföräldrar befruktar en växt. Hos de flesta växter har kärnan i näringscellerna mycket mer genetiskt material från moderplantan än från pollenet. Jag visar i avhandlingen att detta förhållande betyder att näringsmängden i fröet bör ligga närmare vad som är optimalt för moderplantan. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
https://lup.lub.lu.se/record/40760
- author
- Härdling, Roger LU
- supervisor
- opponent
-
- Leimar, Olof, Associate Professor, Stockholm University
- organization
- publishing date
- 2000
- type
- Thesis
- publication status
- published
- subject
- keywords
- Clutch evolution, Arms race, Idothea baltica, Evolutionary conflicts, Sexual conflicts, Parent-offspring, Endosperm, Ecology, Ekologi
- pages
- 143 pages
- publisher
- Theoretical Ecology, Ecolgy Building, Lund University
- defense location
- Blue Hall, Ecology Building
- defense date
- 2000-10-06 10:00:00
- external identifiers
-
- other:ISRN: SE-LUNBDS/NBTE-00/1010+143pp
- ISBN
- 91-7105-142-2
- language
- English
- LU publication?
- yes
- additional info
- The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Theoretical ecology (Closed 2011) (011006011), Department of Ecology (Closed 2011) (011006010)
- id
- cb68a47b-7db0-439d-b12d-731f28f08e2c (old id 40760)
- date added to LUP
- 2016-04-04 10:31:48
- date last changed
- 2018-11-21 20:59:17
@phdthesis{cb68a47b-7db0-439d-b12d-731f28f08e2c,
abstract = {{In sexual conflicts and conflicts between parents and offspring, natural selection acts in different directions on the two sides. For example, males may be selected to achieve many mates, but female fitness may be maximised by monogamy. In this thesis I study the evolutionary outcome of these situations mainly by theoretical modelling. I present an empirical investigation of mating interactions in the marine isopod Idothea baltica L., where males are aggressive to overcome female reluctance to mate, and make a game-theoretical analysis of the system to explain the temporal patterns of male and female aggression from the changing payoffs in the evolutionary conflict. I show that evolutionary arms races of quantitative traits that increase power in conflicts will be halted if their costs increase fast enough. It is also shown that if the traits involved in the arms race are behaviours, the arms race will concomitantly decrease the extent of conflict, so that the conflict is automatically resolved. It is shown that the solution of the sexual conflict over provisioning of young may influence the subsequent evolution of clutch size. A specific insect case is analysed where the conflict is resolved so that females may exploit males, and where the conflict influences social behaviour. It is further shown that in plants, the parent-offspring conflict over seed provisioning is influenced by endosperm ploidy and multiple paternity.}},
author = {{Härdling, Roger}},
isbn = {{91-7105-142-2}},
keywords = {{Clutch evolution; Arms race; Idothea baltica; Evolutionary conflicts; Sexual conflicts; Parent-offspring; Endosperm; Ecology; Ekologi}},
language = {{eng}},
publisher = {{Theoretical Ecology, Ecolgy Building, Lund University}},
school = {{Lund University}},
title = {{Evolutionary Resolutions of Conflicts with Mates and Offspring}},
year = {{2000}},
}