Assortative Mating in relation to Sexual Selection on Morphological Characters in Natural Populations of Two Closely Related Damselfly Species

Abstract

Abstract

Assortative mating occurs when individuals in a population mate non-randomly resulting in a correlation of traits between individuals in mating pairs. If selection acts on the same traits that are subject to assortative mating, this can lead to speciation and reproductive isolation. Alternatively, assortative mating can also lead to stabilizing selection due to mating disadvantages of extreme phenotypes. In this study, I quantified assortative mating strength within and between populations and species of two sympatric damselfly species (Calopteryx splendens and Calopteryx virgo) by correlating the male and female morphological characters in mated pairs. In addition, I investigated the relationship between assortative mating and sexual selection on the same traits for these two damselfly species. In both species, positive assortative mating was significantly more common than negative assortment (disassortative mating). Thorax width in both species showed the greatest assortative mating strength. There was no relationship between assortative mating strength and standardized linear selection or standardized quadratic selection, indicating that assortative mating and sexual selection are operating quite independently of each other on these traits. Assortative mating strength for C. splendens and C. virgo were concordant, and positive, suggesting that reproductive isolation arises through other mechanisms, unrelated to the intraspecific assortative mating that I studied here. The results suggest that assortment in both species might be based on individual quality or fitness, where high-quality males get access to and mate with high-quality females.

Abstract (Swedish)

Kaka söker maka – även i insekternas värld?

Assortativ parning eller icke slumpmässig parning är när individer med lika egenskaper parar sig. Detta fenomen kan tillsammans med sexuell selektion leda till att nya arter bildas. Jag undersökte detta för två jungfrusländearter och fann att mellankroppens bredd har betydelse för den assortativa parningen. Däremot fanns det inget samband mellan assortativ parning och sexuell selektion. Det betyder att assortativ parning på de egenskaper jag har undersökt inte håller dessa båda arterna isolerade, utan de kan snarare para sig och eventuellt hybridisera.

Uttrycket “kaka söker maka” är väl känt och betyder ungefär att personer som är lika varandra dras till varandra. Detta är också vanligt i naturen och kallas då assortativ parning. Assortativ parning kan, med hjälp av sexuell selektion, vara ett viktigt första steg i artbildningsprocessen. Om vi till exempel har en egenskap, kroppslängd, och endast extremerna (i det här fallet mycket korta och långa individer) i en population är attraktiva (dvs, sexuell selektion gynnar lång och kort kroppslängd) så kommer medellånga individer att minska i antal i populationen för att de har svårt att föröka sig. Om assortativ parning verkar på samma karaktärsdrag (dvs, långa hannar parar sig med långa honor och korta hannar parar sig med korta honor), kan vi få reproduktiv isolering, vilket betyder att långa och korta individer inte parar sig längre. Denna situation kan vara ett första steg i artbildningsprocessen.

Detta ville jag undersöka hos två jungfrusländearter som kallas blåbandad jungfruslända (Calopteryx splendens) och blå jungfruslända (Calopteryx virgo). De båda arterna liknar varandra, men blåbandad jungfruslända är mindre och har ett blått band över vingen, medan blå jungfruslända har helt mörka vingar. Båda arter lever vid rinnande vatten. Jag valde att studera betydelsen av assortativ parning för ett tiotal morfologiska egenskaper (bl. a. mellankroppens bredd och -längd, vingens längd och -bredd samt total kroppslängd och bakkroppslängd) och att jämföra värdena dels mellan de två arterna, dels mellan sländor från två olika lokaler. Sedan jämförde jag resultaten för assortativ parning med sexuell selektion på samma karaktärsdrag, i syfte att undersöka om det fanns något samband mellan den sexuella selektionen och den assortativa parningen. Om så är fallet kan detta ha betydelse för pågående och framtida artbildningsprocesser.

Under två somrar fångade jag jungfrusländor på två olika lokaler, både enskilda hannar och honor, och kopulerande par (så kallade ”parningshjul”). De morfologiska karaktärsdragen mättes på alla infångade indivder. Sedan kunde jag med hjälp av mätresultaten räkna ut graden av assortativ parning och skatta styrkan på den sexuella selektionen. Jag kom fram till att mellankroppens bredd var den mest betydelsefulla egenskapen för assortativ parning, för båda jungfrusändearterna. Den egenskapen påverkar därmed inte arterna i riktning mot reproduktiv isolering, och de parar sig fortfarande över artgränserna i viss mån. Däremot fanns det inget samband mellan sexuell selektion och assortativ parning, vilket jag hade förväntat mig. Kanske är första steget till artbildning mer komplicerat än man tidigare trott. Mellankroppens storlek är nära kopplad till flygmusklernas storlek, och kanske kan dessa musklers storlek spela roll i parbildningen. Det hade varit intressant att, i kommande studier, undersöka hur flyghastigheten samverkar med den assortativa parningen. Kanske är det den snabbaste hannen som kan para sig med den snabbaste honan?

Handledare: Erik Svensson
Examensarbete för masterexamen 60 p i zooekologi 2013
Biologiska institutionen, Lunds Universitet

• author: Nordén, Anna
• supervisor: Erik Svensson
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOP32 20122
• year: 2013
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 3810677
• date added to LUP: 2013-06-11 16:21:54
• date last changed: 2013-06-11 16:21:54