Advanced

Costs and Tactics in the Evolution of Reproductive Effort

Jönsson, Ingemar LU (1996)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Denna studie fokuserar på reproduktionskostnader och de energetiska taktiker som en reproducerande individ kan utnyttja för att tillfredsställa det ökade behovet av energi och näring under reproduktionen. Reproduktionskostnader har traditionellt definierats som reduktioner av den framtida potentiella produktionen av avkomma, orsakade av en nuvarande reproduktiv investering (post-reproduktiva kostnader). Utifrån denna syn kommer den naturliga selektionen att befrämja fenotyper som optimalt balanserar vinsten från nuvarande reproduktion mot förluster i form av framtida reproduktion. I denna studie betonas däremot reproduktionskostnader som uttrycks redan före eller under den nuvarande... (More)
Popular Abstract in Swedish

Denna studie fokuserar på reproduktionskostnader och de energetiska taktiker som en reproducerande individ kan utnyttja för att tillfredsställa det ökade behovet av energi och näring under reproduktionen. Reproduktionskostnader har traditionellt definierats som reduktioner av den framtida potentiella produktionen av avkomma, orsakade av en nuvarande reproduktiv investering (post-reproduktiva kostnader). Utifrån denna syn kommer den naturliga selektionen att befrämja fenotyper som optimalt balanserar vinsten från nuvarande reproduktion mot förluster i form av framtida reproduktion. I denna studie betonas däremot reproduktionskostnader som uttrycks redan före eller under den nuvarande reproduktionen (pre-reproduktiva kostnader). Sådana kan uppkomma som en följd av de energetiska förberedelser som reproducerande individer ofta företar, t. ex. genom att öka födointaget och lagra födoresurser för reproduktiva ändamål i förväg. De kan också vara en följd av förhöjd aktivitet i samband med föräldravård. Predation kan då vara en viktig förmedlande faktor av överlevnadskostnader. I en optimeringsstudie visas att energetiska taktiker som ger upphov till pre-reproduktiva kostnader är relativt sett mindre fördelaktiga än taktiker som leder till post-reproduktiva kostnader. Detta beror på att pre-reproduktiva överlevnadskostnader äventyrar inte bara den framtida reproduktionspotentialen utan även den nuvarande. Studien visar också att post-reproduktiva kostnader gynnas dels då den framtida reproduktionspotentialen är liten, jämfört med när den är stor, dels när den totala reproduktiva investeringen är stor. I en konceptuell studie diskuteras två generella energetiska taktiker som reproducerande individer kan utnyttja - att antingen lagra födo- resurser före reproduktionen, eller att öka födointaget under själva reproduktionen. Energetiska och demografiska aspekter av dessa valmöjligheter diskuteras. Avhandlingen innehåller också två empiriska studier av tornfalk (Falco tinnunculus), häckande i Ísterbotten, Finland. Den första studien undersöker sambandet mellan daglig energiomsättning, mätt med hjälp av en fysiologisk metod där tungt vatten injiceras i fågeln, och bl. a. flygaktivitet, matningsfrekvens av ungar, och viktförändring över mätningsperioden. Inga samband hittade mellan energiomsättning och aktivitet eller viktförändring hos tornfalkshonor. I stället var den tid en fågel var i sikte starkt negativt relaterat till dess energi- omsättning. Detta antyder att fåglarna var mer aktiva när de var ur observatörens sikte, jämfört med när de var under observation. Energiomsättningen var starkt associerad med kroppsvikten hos både hanar och honor, och ökade snabbt med ökad vikt. Ett flertal möjliga förklaringar till detta diskuteras, bl. a. att individer med hög vikt var mer aktiva, och att den relativa flygkostnaden ökade med kroppsvikten. I den andra tornfalksstudien undersöktes kroppsvikten i olika faser av häckningen (ruvnings- och matningsperioden) hos tornfalkshonor. Både under ruvningen och i matningsperioden var finska tornfalkshonor lättare än honor i populationer i Central- och Västeuropa. Hanarna hade också lägre kroppsvikt än motsvarande populationer längre söderut i Europa. Födo- och temperatur- förhållandena är sådana i Finland att man kunde förvänta sig en positiv effekt av mer, snarare än mindre, reservenergi. Det faktum att den finska tornfalkspopulationen är flyttande och har en begränsad tid för reservupplagring efter ankomsten till häckningsplatserna kan erbjuda en förklaring till dessa resultat. En högre reservnivå hos honorna skulle kräva att ytterligare tid avsattes för upplagring, vilket skulle försena initieringen av äggläggning. Eftersom den tid under vilken häckning kan ske framgångsrikt är starkt begränsad på dessa norr breddgrader skulle en försenad äggläggning kunna få allvarliga konsekvenser på reproduktionsframgången, och även på de vuxna fåglarnas möjligheter att förbereda sig för höstflyttningen. Totalt sett kan det därför vara bättre att upplagra mindre reservenergi och få ett tidigare datum för äggläggningen. (Less)
Abstract
This study focuses on various aspects of costs of reproduction and the evolution of energetic breeding tactics. It emphasizes the distinction between demographic costs of reproduction expressed already before current offspring have reached independence (prebreeding costs), and costs expressed only after offspring independence (postbreeding costs). Prebreeding costs have only rarely been appreciated in earlier studies on life history evolution. A constrained optimization model that evaluates the effect of pre- and postbreeding costs on the evolution of reproductive effort tactics is presented. The results show that effort tactics which imply prebreeding costs are at a relative disadvantage compared to tactics that imply postbreeding costs,... (More)
This study focuses on various aspects of costs of reproduction and the evolution of energetic breeding tactics. It emphasizes the distinction between demographic costs of reproduction expressed already before current offspring have reached independence (prebreeding costs), and costs expressed only after offspring independence (postbreeding costs). Prebreeding costs have only rarely been appreciated in earlier studies on life history evolution. A constrained optimization model that evaluates the effect of pre- and postbreeding costs on the evolution of reproductive effort tactics is presented. The results show that effort tactics which imply prebreeding costs are at a relative disadvantage compared to tactics that imply postbreeding costs, and that tactics with postbreeding costs should be favoured as the prospects of future fitness decline. In a conceptual paper, two general tactics of resource use in reproduction, capital and income breeding, are discussed from energetic and demographic perspectives. This thesis also includes two empirical studies on a population of the Eurasian kestrel (Falco tinnunculus) breeding in Finland. The first examines the relationship between daily energy expenditure (DEE), using the doubly labeled water technique, and variables of flight activity, food delivery, and body mass in breeding kestrels. No relationships between DEE and flight activity, food delivery, or daily mass change were found in female kestrels, but DEE was strongly negatively associated with the time an individual was in sight. This suggests that activities when the bird was out of sight contributed importantly to individual variation in DEE. DEE increased surprisingly steeply with body mass in both male and female kestrels. Several possible explanations for this result are discussed. In the second kestrel study, patterns of body mass during breeding were analysed. Finnish kestrels breed under highly variable food and thermal conditions, which may affect the opportunity and benefit of collecting reserve energy prior to egg laying in the female. Mean body mass in female kestrels during both incubation and mid-nestling was lower than reported for populations breeding in central and western Europe. Also male kestrels had lower body masses during mid-nestling. Although female kestrels would potentially benefit from higher reserve levels, particularly in the early nestling period, the migratory habit, short breeding season and harsh thermal environment at the time when reserves should be formed may make it unfavourable to collect more reserves. This is because the delay in date of egg laying that would result from additional reserve formation could have negative effects on parental and offspring survival. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Ekman, Jan, Department of Zoology, Uppsala University
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
capital breeding, Falco tinnunculus, body mass, DEE, reproductive effort, reproductive costs, income breeding, Animal ecology, Djurekologi
pages
178 pages
publisher
Theoretical Ecology, Ecolgy Building, Lund University
defense location
Ecology Building, Lund
defense date
1996-04-12 09:00
external identifiers
  • other:ISRN: SE-LUNBDS/NBTE-96/1006+178pp
ISBN
91-7105-073-6
language
English
LU publication?
yes
id
a7ad8335-aee8-457a-b9dd-2a0c24c9dd99 (old id 28310)
date added to LUP
2007-06-11 12:16:39
date last changed
2016-09-19 08:45:10
@phdthesis{a7ad8335-aee8-457a-b9dd-2a0c24c9dd99,
  abstract     = {This study focuses on various aspects of costs of reproduction and the evolution of energetic breeding tactics. It emphasizes the distinction between demographic costs of reproduction expressed already before current offspring have reached independence (prebreeding costs), and costs expressed only after offspring independence (postbreeding costs). Prebreeding costs have only rarely been appreciated in earlier studies on life history evolution. A constrained optimization model that evaluates the effect of pre- and postbreeding costs on the evolution of reproductive effort tactics is presented. The results show that effort tactics which imply prebreeding costs are at a relative disadvantage compared to tactics that imply postbreeding costs, and that tactics with postbreeding costs should be favoured as the prospects of future fitness decline. In a conceptual paper, two general tactics of resource use in reproduction, capital and income breeding, are discussed from energetic and demographic perspectives. This thesis also includes two empirical studies on a population of the Eurasian kestrel (Falco tinnunculus) breeding in Finland. The first examines the relationship between daily energy expenditure (DEE), using the doubly labeled water technique, and variables of flight activity, food delivery, and body mass in breeding kestrels. No relationships between DEE and flight activity, food delivery, or daily mass change were found in female kestrels, but DEE was strongly negatively associated with the time an individual was in sight. This suggests that activities when the bird was out of sight contributed importantly to individual variation in DEE. DEE increased surprisingly steeply with body mass in both male and female kestrels. Several possible explanations for this result are discussed. In the second kestrel study, patterns of body mass during breeding were analysed. Finnish kestrels breed under highly variable food and thermal conditions, which may affect the opportunity and benefit of collecting reserve energy prior to egg laying in the female. Mean body mass in female kestrels during both incubation and mid-nestling was lower than reported for populations breeding in central and western Europe. Also male kestrels had lower body masses during mid-nestling. Although female kestrels would potentially benefit from higher reserve levels, particularly in the early nestling period, the migratory habit, short breeding season and harsh thermal environment at the time when reserves should be formed may make it unfavourable to collect more reserves. This is because the delay in date of egg laying that would result from additional reserve formation could have negative effects on parental and offspring survival.},
  author       = {Jönsson, Ingemar},
  isbn         = {91-7105-073-6},
  keyword      = {capital breeding,Falco tinnunculus,body mass,DEE,reproductive effort,reproductive costs,income breeding,Animal ecology,Djurekologi},
  language     = {eng},
  pages        = {178},
  publisher    = {Theoretical Ecology, Ecolgy Building, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Costs and Tactics in the Evolution of Reproductive Effort},
  year         = {1996},
}