Einfluss von ökologischer und sexueller Selektion auf den phänotypischen Polytypismus beim Erdbeerfröschchen Oophaga pumilio in Costa Rica und Panama

Description: Unser Projekt untersucht den Einfluss von sexueller und natürlicher Selektion auf die phänotypische Divergenz (insbesondere den Farb-Polytypismus) des Erdbeerfröschchens (O. pumilio). Eine der Grundvoraussetzungen für Artbildungsprozesse ist die Divergenz verschiedener Merkmale, z.B. phänotypischer oder olfaktorischer Merkmale oder des Verhaltens. Viele dieser Merkmale spielen eine Rolle in der intra- und interspezifischen Kommunikation und ihre Evolution kann daher gleichzeitig von natürlicher und sexueller Selektion beeinflusst werden. Divergenz in akustischen und visuellen Merkmalen, sowie im Verhalten, können zu präzygotischer Isolation - und schließlich zu Artbildung - führen, wenn die Weibchen entsprechende Präferenzen für diese Merkmale aufweisen (sexuelle Selektion). Zusätzlich können ökologische Parameter, die sich zwischen verschiedenen Populationen einer Spezies unterscheiden (z.b. Parasitenbefall und Prädationsdruck), die Divergenz von Merkmalen fördern (natürliche Selektion). Beim Erdbeerfröschchen weisen unterschiedliche Populationen deutliche Unterschiede in Färbung (Farbpolytypismus), Rufparametern und im Verhalten auf. Insbesondere zur Evolution der verschiedenen Farbmorphen gibt es zahlreiche Studien, die darauf hindeuten, dass sowohl sexuelle als auch natürliche Selektion eine Rolle spielt. In unserem Projekt untersuchen wir den Einfluss zweier sexueller Signale für die Partnerwahl (Mate Choice) beim Erdbeerfröschchen. In Playback-Experimenten setzen wir Froschmodelle des lokalen und eines fremden Farbmorphen in Kombination mit lokalen und fremden Anzeigerufen ein, um die relative Wichtigkeit und Interaktion beider Signale für die Partnerwahl unter natürlichen Bedingungen im Habitat der Frösche zu untersuchen. Dies ist die erste Studie, in welcher ausschließlich rezeptive Weibchen, welche unmittelbar zuvor in der Balz mit einem Männchen gefunden wurden, auf ihre Präferenz getestet werden. Des Weiteren untersuchen wir, inwieweit natürliche Selektion für die Evolution der verschiedenen Farbmorphen beim Erdbeerfröschchen eine Rolle gespielt hat. Hierzu wurde die Reflexion der Frösche gemessen, um ihre Auffälligkeit für die visuellen Systeme verschiedener Prädatoren mit Hilfe von Visual Modelling zu berechnen. Zusätzlich wurden Experimente mit Knetfroschmodellen in verschiedenen Farben (lokal und nicht-lokal) durchgeführt um zu untersuchen, ob Prädatoren Attacken auf Knetfrösche mit der lokalen Färbung der (giftigen) Frösche vermeiden, und ob in den Populationen verschiedene Prädatoren vorhanden sind. Weiterhin möchten wir die Frage beantworten, ob sich die relative Wichtigkeit von natürlicher und sexueller Selektion zwischen den Populationen unterscheidet. Daher wurden die Experimente in sechs geografisch getrennten Populationen durchgeführt: zwei stammen aus der monomorphen nördlichen genetischen Linie und vier Populationen aus der südlichen genetischen Linie, in welcher die Populationen unterschiedlich gefärbt sind.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Frosch ? Costa Rica ? Panama ? Genetik ? Zoologie ? Habitat ? Prädator ? Biologische Konkurrenz ? Parasitose ? Evolution ? Reflexion ? Studie ? Toxische Substanz ? Toxizität ? Modellierung ? Ökologischer Parameter ? Population ? Auslese ? Erdbeerfrosch ?

Region: Niedersachsen

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Zoologie (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• University of Texas, School of Biological Sciences, Department of Integrative Biology (Mitwirkende)

Time ranges: 2008-04-11 - 2015-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Influence of natural and sexual selection on phenotypic polytypism of strawberry poison frogs (Oophaga pumilio) in Costa Rica and Panama
  Description: Our project investigates the importance of sexual and natural selection for ongoing divergence in phenotypic traits in a neotropical poison frog. Ongoing diversification of animals is a prerequisite for speciation and divergence of traits can be expressed in different modalities, including phenotypical traits, behavior, or chemical cues. Many of these traits play a role in intra- and interspecific communication, and may underlie several different selective pressures. Sexual and natural selection are forces, which are discussed to facilitate diversification of traits. Ongoing diversification of acoustic, visual and behavioral traits accompanied by female preferences for these traits may result in prezygotic isolation and facilitate speciation. Ecological parameters, including parasite infestation and predation pressure are likely to vary among geographically separated populations of a species, and may affect the evolution of traits. Among populations, strawberry poison frogs (Oophaga pumilio) show strong divergence in signals of several modalities: coloration, advertisement calls and behavior. Especially divergence in coloration among populations of O. pumilio is a well-studied topic, and discussed to be affected by both sexual selection and natural selection. Our project investigates the importance of bimodal signals, including both coloration and advertisement calls of local or non-local origin in mate choice experiments. Conducting bimodal two-choice playback experiments with painted model frogs and amplified call sequences, we aimed to investigate the relative importance and interactions of both sexual signals for mate selection under field conditions. For the first time, only receptive female strawberry poison frogs, which were found in courtship situations, were tested for their preference directly under field conditions. We furthermore aim to examine whether natural selection pressures are important for color divergence among populations of strawberry poison frogs. Therefore, we conducted reflectance measurements and calculated visual models for several potential predators of O. pumilio to be able to assess how conspicuous the local frogs are on their substrates. We furthermore conducted experiments using clay model frogs of different coloration to investigate, whether the local coloration of (toxic) frogs is better protected than non- local color morphs, and if predator communities vary among populations. Using these approaches, we aimed to assess the contribution and relative importance of sexual and natural selection for the evolution of color polytypism of O. pumilio. We furthermore ask, whether the impact of natural and sexual selection is stable across the distribution range of O. pumilio. Therefore, we included six geographically separated populations in our study, including two populations of the monomorphic red Northern genetic lineage and four populations of the Southern genetic lineage, where color polytypism is located. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1056238

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  http://dx.doi.org/10.3389/fevo.2014.00022 (Webseite)

Status

Aktiv

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