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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-27672

Coping with the heat: Effects of simulated heatwaves on behavious, maintenance and reproduction in the polymorphic Gouldian finch.

  • For decades, evolutionary biologists have sought to understand the evolution of individual behaviour, physiology and ecology allowing organisms to cope to environmental change. One of the main challenges of current climate change is the unprecedent rate of temperature increase, as well as the increased occurence of extreme heat events. Interindividual response variability opens a whole new area of opportunities to understand how individual phenotypic traits are linked to individual response differences. In colour polymorphic species, colour honestly reflects an individual’s life-history strategy, and each morph may, therefore, represent an alternative life-history strategy. As such, colour polymorphic species, such as the Gouldian finch (Erythrura gouldiae), may be good models to assess how different strategies between morphs are linked to their espective responses to environmental variations. However, polymorphic species have mainly been disregarded for that purpose. In this context, the main aim of this thesis was to understand how the two morphs of the Gouldian finch respond through phenotypic plasticity to simulated heatwaves reaching thermocritical temperatures, and whether such differential responses may help to identify a ‘winner’ and a ‘loser’ morph in the light of climate change. To address these issues, we used an integrative approach including measurements of behavioural (Study 1), physiological (Study 2), and reproductive (Study 3) parameters. The novelty of our approach was to assess the immediate behavioural and physiological response variation of individuals of the two morphs longitudinally across different thermal conditions, as well as the postponed effects of this thermocritical heatwave exposure on their reproductive performance. In this study, although the behavioural responses generally did not differ between morphs or according to temperature intensity, the physiological and reproductive parameters differed in response to morph and temperature intensity. Blackheaded females, in particular, seem highly sensitive to thermocritical heatwaves, as they exhibited decreased body mass and increased oxidative damage during the thermocritical heatwaves, and advanced breeding initiation after these conditions, whereas these variables remained mostly unaffected in black-headed males and red-headed individuals. However, despite some response differences between morphs, both invested similarly in reproduction following intense heatwaves, and the offspring of both morphs were similarly affected. Based on these results, no morph therefore seems to appear more disadvantaged than the other following an intense heatwave, and red- and black-headed Gouldian finches may both be considered as climate stress ‘losers’.
  • Seit Jahren versuchen Evolutionsbiologen die Evolution des individuellen Verhaltens, der Physiologie und der Ökologie zu verstehen, um den Klimawandel zu überwältigen. Eine der grössten Herausforderungen des Klimawandels sind der hohe Temperaturveränderungsanstieg und das zunehmende Ereignis von extremen Hitzewellen. Interindividuelle Reaktionsvariabilität eröffnet ein ganz neues Feld von Möglichkeiten zu verstehen, wie individuelle phänotypische Merkmale mit individuellen Reaktionsunterschieden verknüpft sind. In farbpolymorphischen Spezies kann die Farbe die Lebensgeschichtsstrategie eines Individuums ehrlich widerspiegeln und jeder Morph kann daher eine alternative Lebensgeschichtsstrategie darstellen. Daher können Farbpolymorphischen Spezien, wie die Gouldamadine (Erythrura gouldiae), gute Modelle erstellen zur Untersuchung wie unterschiedliche Strategien zwischen den Morphen mit ihren jeweiligen Reaktionen auf Umweltveränderungen verknüpft sind. Polymorphische Arten wurden jedoch zu diesem Zweck größtenteils nicht berücksichtigt. In dieser Dissertation bestand das Hauptziel darin zu verstehen, wie die beiden Morphen der Gouldamadine durch phänotypische Plastizität auf simulierte Hitzewellen reagieren und ob diese differenzierten Reaktionen dazu beitragen können, einen „Gewinner“ und einen „Verlierer“ des Klimawandels zu identifizieren. Um diese Probleme anzugehen, verwendeten wir einen integrativen Ansatz, mit Messungen von Verhaltensparametern (Studie 1), physiologischen Parametern (Studie 2) und Reproduktionsparametern (Studie 3). Die Neuheit unserer Studie bestand darin, die unmittelbare Verhaltensänderung und physiologische Reaktion der Individuen der beiden Morphen in Längsrichtung über verschiedene thermische Bedingungen zu bewerten, sowie die Auswirkungen dieser thermokritischen Hitzewellen auf ihre Reproduktionsleistung. In dieser Dissertation, obwohl die Verhaltensparameter sich kaum zwischen den Morphen oder je nach Temperaturintensität unterschieden haben, unterschieden sich die physiologischen und reproduktiven Parameter zwischen den Morphen und nach Temperaturintensität. Vor allem schwarzköpfige Weibchen scheinen hochempfindlich gegenüber thermokritischen Hitzewellen zu sein, da sie während der thermokritischen Hitzewellen eine verringerte Körpermasse und eine erhöhte oxidative Schädigung aufwiesen und nach diesen Bedingungen ein fortgeschrittener Fortpflanzungsangriff erfolgte. Trotz einiger Reaktionensunterschiede zwischen Morphen investieren beide ähnlich in die Reproduktion nach intensiven Hitzewellen und die Nachkommen der beiden Morphen waren in ähnlicher Weise betroffen. Aufgrund dieser Ergebnisse scheint kein Morph mehr betroffen zu sein als der Andere nach einer intensiven Hitzewelle, und rot- und schwarzköpfige Gouldamadine können beide als „Verlierer“ des Klimawandels betrachtet werden.

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Metadaten
Author: Rita FragueiraORCiD
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-27672
Title Additional (German):Bewältigung einer Hitzewelle: Auswirkungen simulierter Hitzewellen auf das Verhalten, die Physiologie und die Reproduktion bei dem polymorphischen Gouldamadine.
Referee:Dr. Michael Beaulieu, Dr. Francois Criscuolo
Advisor:Dr. Michael Beaulieu
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/08/13
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2019/07/11
Release Date:2019/08/13
Tag:Gouldian finch, Heatwave
GND Keyword:Behavioural ecology, Ecophysiology, Gouldian finch, Heatwave, Immediate and postponed effects
Pagenumber:128
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Zoologisches Institut und Museum
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 590 Tiere (Zoologie)