Advanced

Cocky prey swim away: predator-induced exposure and migratory tendency in a common cyprinid, roach (Rutilus rutilus)

Vinterstare, Jerker (2014) BION35 20132
Degree Projects in Biology
Abstract
Abstract

In nature, a majority of migratory populations are composed of a mixture of both seasonal migrants and year-round residents, a phenomenon known as partial migration. It is of great importance to identify the factors causing the variation in individual decisions of whether or not to migrate. Partly for a more profound understanding of the evolution behind animal migration, and moreover through increased insights regarding population dynamics and future ecosystem processes. Predation risk has been suggested as a key-factor, driving migratory behaviour across a wide range of organisms. A key question in migration biology is whether individual migratory decisions are plastic or fixed, i.e. can animals respond to current ecological... (More)
Abstract

In nature, a majority of migratory populations are composed of a mixture of both seasonal migrants and year-round residents, a phenomenon known as partial migration. It is of great importance to identify the factors causing the variation in individual decisions of whether or not to migrate. Partly for a more profound understanding of the evolution behind animal migration, and moreover through increased insights regarding population dynamics and future ecosystem processes. Predation risk has been suggested as a key-factor, driving migratory behaviour across a wide range of organisms. A key question in migration biology is whether individual migratory decisions are plastic or fixed, i.e. can animals respond to current ecological conditions and change their migratory behaviour accordingly? In this study I assess whether individual roach, a common freshwater fish and partial migrant, can adjust their migratory behaviour in response to increased predation risk. As previous work suggests that roach migrate to avoid predation, I hypothesized that increased predation risk should lead to increased migratory propensity. I tested this hypothesis through a combined field and laboratory experiment where I first manipulated predation risk (presence/absence) along with social environment (high/low school density) under experimental conditions, and then examined the effects of this manipulation upon migratory propensity in the wild. During treatment exposure I also evaluated another defence strategy against predation (hiding behaviour) through controlled trials within laboratory environment. The latter demonstrated that roach responded behaviourally towards the presence of predator but not in respect to experimentally manipulated social environment. Individuals reared under elevated predation risk did, contradicted to the hypothesised outcome induce exposure tendencies i.e. refuge use occurred at lower levels relative to within the predator-free conditions. When fish were released back to their natural lake habitat I found that roach displayed a higher migratory tendency if reared under elevated predation risk. Among monitored migrants, the total percentage was distributed as 69% versus 31% for individual’s origin from experiment treatment with predator presence and predator absence respectively. Hence, my data highlight the significance of predation risk as a key-factor, shaping the individual decision to adopt seasonal migration or remain resident, and show that individuals can flexibly respond to changes in the predator environment. I suggest that these new insights can be used in applied modelling of ecosystem dynamics. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Hellre fly än illa fäkta

”Hemma är där man sist satte sig” som vårtsvinet Pumbaa i filmen Lejonkungen så vackert myntade. Men många är nog de, vilka associerar ordet flytta med ett lägenhetsbyte från en stadsdel till en annan, från större till mindre, från mindre till större. Att flytta är dock inte något som är unikt för människan, långt ifrån. Inom biologin används termen migration, ett fenomen som i grova drag kan beskrivas likt en målmedveten och säsongsbunden massrörelse av flera tusen, ibland miljontals individer. Reproduktion, mat och klimat är alla primära orsaker till varför djur förflyttar sig från ett område till ett annat. Vissa flyttar extremt långt, andra väldigt kort; från tonfiskar som korsar oceaner med tusentals mil i... (More)
Hellre fly än illa fäkta

”Hemma är där man sist satte sig” som vårtsvinet Pumbaa i filmen Lejonkungen så vackert myntade. Men många är nog de, vilka associerar ordet flytta med ett lägenhetsbyte från en stadsdel till en annan, från större till mindre, från mindre till större. Att flytta är dock inte något som är unikt för människan, långt ifrån. Inom biologin används termen migration, ett fenomen som i grova drag kan beskrivas likt en målmedveten och säsongsbunden massrörelse av flera tusen, ibland miljontals individer. Reproduktion, mat och klimat är alla primära orsaker till varför djur förflyttar sig från ett område till ett annat. Vissa flyttar extremt långt, andra väldigt kort; från tonfiskar som korsar oceaner med tusentals mil i bagaget, till grodor som hoppar ett par hundra meter i skiftet mellan olika mikromiljöer. Hur som helst, när man talar om migration är det inte bara syftet med flytten eller avståndet däremellan som varierar. En majoritet av de fåglar, fiskar, insekter och däggdjur som årligen flyttar uppvisar interna skillnader i det fundamentala beslutet om att överhuvudtaget flytta. Frågan om vad som avgör individens beslut, alltså varför vissa flyttar medan andra stannar kvar har under senare tid väckt forskarnas intresse. Svaret kan mycket väl bidra till viktiga pusselbitar om hur en migrationsstrategi utvecklas, men också återge värdefull information om naturliga processer i ett föränderligt klimat. Idag vet vi att faktorer som individens ålder, kön och/eller kondition många gånger har ett stort inflytande på beslutet att stanna eller flytta.

”Äta bör man annars dör man”, men…. Ja, alla organismer behöver näring för att tillgodose kroppens funktioner, men att befinna sig i en miljö med rika födotillgångar kan också vara riskfyllt och stundtals förenat med en större fara än en hungrig mage. För många bytesdjur handlar det således om en avvägning, där mängden resurser måste vägas mot mängden rovdjur, alltså hur stor risken är att befinna sig i området. Just en sådan avvägning har nyligen föreslagits ligga till grund för varför många bytesdjur migrerar. Men varför flyttar då bara vissa individer? Det är en fråga som gäckat forskarna sedan fenomenet uppmärksammades, men nu verkar en studie vid Lunds Universitet bidragit med en stor bit till pusslet.

Cocky prey swim away.... I en rykande färsk studie har man funnit tydliga bevis för att en av Sveriges absolut vanligaste fiskarter baserar sitt beslut om att flytta eller ej beroende av tidigare erfaren hotbild från närvarande rovfiskar. Totalt fångades 290 mörtar in från en skånsk sjö vilka under kontrollerade former distribuerades till fyra behandlingar med avseende på graden av risk, från låg till hög. Efter nästan två månader i de olika riskbehandlingarna återutsattes mörtarna i det vilda, i god tid innan den årliga sjö - å-migrationen tog vid. Resultaten är först i sitt slag, där individer som under behandlingstiden samexisterat med gädda, och därav levt i en mer riskfylld miljö uppvisade högre migrationsfrekvens än mörtar som ej utsattes för närvarande rovfisk. Vidare presenterar studien nya spännande rön om individuella beteendeskillnader hos denna stimlevande art, där mörtar som förekom tillsammans med gädda uppvisade ett mer kaxigt beteende! Trots föga vetskap om fiskars medvetande pekar dessa resultat på att beslutet om att flytta är flexibelt, och tycks styras av en tidigare upplevd hotbild.

Handledare: Kaj Hulthén & Ben Chapman
Examensarbete för masterexamen 45 hp i akvatisk ekologi 2014
Biologiska institutionen, Lunds universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Vinterstare, Jerker
supervisor
organization
course
BION35 20132
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
4648602
date added to LUP
2014-09-23 12:42:51
date last changed
2014-09-23 12:42:51
@misc{4648602,
  abstract     = {Abstract

In nature, a majority of migratory populations are composed of a mixture of both seasonal migrants and year-round residents, a phenomenon known as partial migration. It is of great importance to identify the factors causing the variation in individual decisions of whether or not to migrate. Partly for a more profound understanding of the evolution behind animal migration, and moreover through increased insights regarding population dynamics and future ecosystem processes. Predation risk has been suggested as a key-factor, driving migratory behaviour across a wide range of organisms. A key question in migration biology is whether individual migratory decisions are plastic or fixed, i.e. can animals respond to current ecological conditions and change their migratory behaviour accordingly? In this study I assess whether individual roach, a common freshwater fish and partial migrant, can adjust their migratory behaviour in response to increased predation risk. As previous work suggests that roach migrate to avoid predation, I hypothesized that increased predation risk should lead to increased migratory propensity. I tested this hypothesis through a combined field and laboratory experiment where I first manipulated predation risk (presence/absence) along with social environment (high/low school density) under experimental conditions, and then examined the effects of this manipulation upon migratory propensity in the wild. During treatment exposure I also evaluated another defence strategy against predation (hiding behaviour) through controlled trials within laboratory environment. The latter demonstrated that roach responded behaviourally towards the presence of predator but not in respect to experimentally manipulated social environment. Individuals reared under elevated predation risk did, contradicted to the hypothesised outcome induce exposure tendencies i.e. refuge use occurred at lower levels relative to within the predator-free conditions. When fish were released back to their natural lake habitat I found that roach displayed a higher migratory tendency if reared under elevated predation risk. Among monitored migrants, the total percentage was distributed as 69% versus 31% for individual’s origin from experiment treatment with predator presence and predator absence respectively. Hence, my data highlight the significance of predation risk as a key-factor, shaping the individual decision to adopt seasonal migration or remain resident, and show that individuals can flexibly respond to changes in the predator environment. I suggest that these new insights can be used in applied modelling of ecosystem dynamics.},
  author       = {Vinterstare, Jerker},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Cocky prey swim away: predator-induced exposure and migratory tendency in a common cyprinid, roach (Rutilus rutilus)},
  year         = {2014},
}