Could female fecundity selection or sexual selection promote evolutionary and genetic rescue? Long-term changes in body size and the fitness consequences for a small insect
(2025) BION03 20251Degree Projects in Biology
- Abstract
- Due to human-induced environmental changes, many natural populations are undergoing extensive fitness declines. Natural or sexual selection could potentially shift the phenotypic mean of critical traits towards new phenotypic optima, promoting evolutionary rescue. However, this process has rarely been studied in natural populations. Furthermore, the population fitness can also be increased by genetic contribution from immigrants, promoting genetic rescue. In the common bluetail damselfly (Ischnura elegans), body sizes have decreased over the past decades, presumably due to increased temperatures associated with ongoing climate change. Here, I investigated whether sexual selection on body size and immigration could counteract this... (More)
- Due to human-induced environmental changes, many natural populations are undergoing extensive fitness declines. Natural or sexual selection could potentially shift the phenotypic mean of critical traits towards new phenotypic optima, promoting evolutionary rescue. However, this process has rarely been studied in natural populations. Furthermore, the population fitness can also be increased by genetic contribution from immigrants, promoting genetic rescue. In the common bluetail damselfly (Ischnura elegans), body sizes have decreased over the past decades, presumably due to increased temperatures associated with ongoing climate change. Here, I investigated whether sexual selection on body size and immigration could counteract this phenotypic change, combining 23 years of data from a long-term population study with data on female fecundity and behavioural experiments aimed to investigate female mate preferences for male body size and male migration status. I also investigated the role of male body size and male migration status on mating harassment on females. I found evidence for directional fecundity selection in females towards larger body size, as well as a female preference for larger males in the mate choice experiments. Male migration status affected mating harassment on females, and there is potential for gene flow between populations, allowing for genetic rescue. Sexual selection on male body size in the field (reflecting the combined effects of intra- and intersexual selection) varied in both direction and magnitude across populations in the long-term study. This indicates strongly context-dependent sexual selection that is shaped by local ecological and/or demographic factors. Taken together, the results suggest that both sexual selection on males and female fecundity selection on body size, as well as migration, could potentially counteract the population fitness decline in I. elegans that is expected under climate change that reduces body size. However, spatial and temporal variability in sexual selection modulates these effects and highlights the dynamic nature of counteracting selection pressures on body size. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Evolutionen som livboj för en krympande slända
Många organismer påverkas negativt av mänsklig miljöpåverkan, och riskerar att dö ut. Evolutionära processer kan dock fungera som en livboj och bromsa den negativa utvecklingen från miljöförändringar. Global uppvärmning driver en insektsart till en mindre kroppsstorlek. Men när naturlig selektion istället verkar för en stor kroppsstorlek kommer de negativa konsekvenserna mildras.
Mänsklig aktivitet har många och stora konsekvenser för vår omgivning, såsom miljöförstöring och global uppvärmning. Sådana förändringar leder ofta till att organismer blir mindre anpassade till sin miljö, och riskerar att minska i antal och till och med dö ut. Vi är därför inne i det vi kallar för det sjätte... (More) - Evolutionen som livboj för en krympande slända
Många organismer påverkas negativt av mänsklig miljöpåverkan, och riskerar att dö ut. Evolutionära processer kan dock fungera som en livboj och bromsa den negativa utvecklingen från miljöförändringar. Global uppvärmning driver en insektsart till en mindre kroppsstorlek. Men när naturlig selektion istället verkar för en stor kroppsstorlek kommer de negativa konsekvenserna mildras.
Mänsklig aktivitet har många och stora konsekvenser för vår omgivning, såsom miljöförstöring och global uppvärmning. Sådana förändringar leder ofta till att organismer blir mindre anpassade till sin miljö, och riskerar att minska i antal och till och med dö ut. Vi är därför inne i det vi kallar för det sjätte massutdöendet. Jag har djupdykt i hur den större kustflicksländan, Ischnura elegans, påverkas av miljöförändringar. Trots sitt namn har den här trollsländan minskat i kroppsstorlek de senaste 25 åren som en konsekvens av global uppvärmning. När våren är varmare blir insekters tillväxtperiod kortare, och deras kroppsstorlek blir därför mindre. Men problemet är att insekter med mindre kroppsstorlek har svårare att överleva och reproducera sig, och riskerar därför att minska i antal.
Det finns dock hopp, vid namn naturlig selektion. Evolutionära processer kan verka i motsatt riktning som global uppvärmning. Om större hanar har högre sannolikhet att para sig och stora honor lägger fler ägg så kommer stora individer att gynnas och öka i antal. Det kommer att återställa artens överlevnadsförmåga vilket kallas evolutionär räddning. Jag har undersökt om just naturlig selektion på honlig och hanlig kroppstorlekstorlek kan rädda kustflicksländan.
Till min hjälp hade jag data från en långtidsstudie. Sedan år 2000 har information om kustflicksländor från flera platser i Skåne samlats in för att kartlägga olika processer av naturlig selektion i insektspopulationer. Jag använde data från studien för att förstå hur mönster i kroppsstorlek, val av partners och fruktbarhet ser ut och förändras över tid. Resultaten visade att större honor lägger fler ägg. Det tyder på att naturlig selektion kan verka för att honor blir större, och motverka den negativa effekten av global uppvärmning. Ur hanens perspektiv varierade sambandet mellan kroppsstorlek och parningsframgång mycket mellan populationer. När man studerar evolution i naturliga populationer är det vanligt att flera krafter verkar samtidigt och åt olika håll, vilket försvårar tolkningen. Faktorer som könskvoter, interaktioner med andra insekter och rovdjur kan till exempel också påverka kroppsstorleken. För att undersöka om en hanes storlek faktiskt är viktig för att få para sig, och i så fall av vilken anledning, utförde jag ett parningsexperiment. Jag placerade en hona och två hanar av olika kroppsstorlek tillsammans i burar, och dokumenterade om någon parade sig och om hanarna trakasserade honan eller den andra hanen. Det visade sig då att honor faktiskt föredrar att para sig med större hanar.
Naturlig selektion kan alltså driva kroppsstorlek i den större kustflicksländan i motsatt riktning som global uppvärmning för båda könen, vilket visar att evolutionen kan fungera som en livboj för artens överlevnad. Det är väldigt värdefullt att förstå hur sådana evolutionära processer verkar för att kunna förutspå hur organismer kommer att reagera på miljöförändringar. På så sätt kan man mer effektivt ge dem den hjälp de behöver.
Masterexamensprojekt i Zooekologi, 60 hp, 2024–2025
Biologiska institutionen, Lunds universitet
Handledare: Erik Svensson, Sofie Nilén
Avdelningen för Biodiversitet och Evolution (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9215071
- author
- Sevrell, Frida
- supervisor
-
- Erik Svensson LU
- Sofie Nilén LU
- organization
- course
- BION03 20251
- year
- 2025
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9215071
- date added to LUP
- 2025-11-07 11:55:53
- date last changed
- 2025-11-07 11:55:53
@misc{9215071,
abstract = {{Due to human-induced environmental changes, many natural populations are undergoing extensive fitness declines. Natural or sexual selection could potentially shift the phenotypic mean of critical traits towards new phenotypic optima, promoting evolutionary rescue. However, this process has rarely been studied in natural populations. Furthermore, the population fitness can also be increased by genetic contribution from immigrants, promoting genetic rescue. In the common bluetail damselfly (Ischnura elegans), body sizes have decreased over the past decades, presumably due to increased temperatures associated with ongoing climate change. Here, I investigated whether sexual selection on body size and immigration could counteract this phenotypic change, combining 23 years of data from a long-term population study with data on female fecundity and behavioural experiments aimed to investigate female mate preferences for male body size and male migration status. I also investigated the role of male body size and male migration status on mating harassment on females. I found evidence for directional fecundity selection in females towards larger body size, as well as a female preference for larger males in the mate choice experiments. Male migration status affected mating harassment on females, and there is potential for gene flow between populations, allowing for genetic rescue. Sexual selection on male body size in the field (reflecting the combined effects of intra- and intersexual selection) varied in both direction and magnitude across populations in the long-term study. This indicates strongly context-dependent sexual selection that is shaped by local ecological and/or demographic factors. Taken together, the results suggest that both sexual selection on males and female fecundity selection on body size, as well as migration, could potentially counteract the population fitness decline in I. elegans that is expected under climate change that reduces body size. However, spatial and temporal variability in sexual selection modulates these effects and highlights the dynamic nature of counteracting selection pressures on body size.}},
author = {{Sevrell, Frida}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Could female fecundity selection or sexual selection promote evolutionary and genetic rescue? Long-term changes in body size and the fitness consequences for a small insect}},
year = {{2025}},
}