Hinweis zum Urheberrecht
Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus-18883
URL: http://www.opus.ub.uni-erlangen.de/opus/volltexte/2010/1888/
Female-biased dispersal in the Greater sac-winged bat (Saccopteryx bilineata) - Evolutionary causes and consequences of an unusual mammalian dispersal pattern
Weibchenspezifische Abwanderung bei der Sackflügelfledermaus (Saccopteryx bilineata) – Evolutionäre Ursachen und Konsequenzen eines unter Säugetieren ungewöhnlichen Abwanderungsmusters
Nagy, Martina
| SWD-Schlagwörter: |
| Abwanderung , Evolution , Fledermäuse , Verhalten |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): |
| Geschlechtsspezifische Abwanderung , Inzuchtvermeidung , Lokale Paarungskonkurrenz , Soziale Organisation |
| Freie Schlagwörter (Englisch): |
| sex-biased dispersal , inbreeding avoidance , local mate competition , social organisation |
| Fakultät: |
| Naturwissenschaftliche Fakultät |
| Fakultät: |
| Naturwissenschaftliche Fakultät |
| DDC-Sachgruppe: |
| Tiere (Zoologie) |
| Dokumentart: |
| Dissertation |
| Hauptberichter: |
| Mayer, Frieder (PD Dr.) |
| Sprache: |
| Englisch |
| Tag der mündlichen Prüfung: |
| 18.06.2010 |
| Erstellungsjahr: |
| 2010 |
| Publikationsdatum: |
| 17.09.2010 |
| Kurzfassung in Englisch: |
| Dispersal is an important life history trait, affecting the demography and genetic structure of populations as well as the evolution of social behaviour. In birds and mammals this trait is generally sex-biased. This signifies that the dispersal rate is higher in one of the sexes and that the other sex will show higher rates of faithfulness to the natal area or group (natal philopatry). Dispersal patterns differ between birds and mammals in that dispersal is generally female-biased in birds, whereas males are the predominant dispersers among mammalian species, in which females tend to remain philopatric. In the past decades a multitude of studies employing empirical and theoretical approaches have aimed to unravel the evolutionary causes of specific dispersal patterns. By now there is mutual consent that the most important evolutionary explanations include inbreeding avoidance, avoidance of kin competition and kin cooperation. Evolutionary stable patterns of dispersal are assumed to arise from a balance of these three factors, although there is still much debate on the relative importance of each of them. In polygynous systems, which dominate among mammalian species, local mate competition is supposed to affect males more than local resource competition affects females and therefore, dispersal is generally predicted to be male-biased.
This thesis addresses the evolutionary causes and consequences of an unusual mammalian dispersal pattern, namely female-biased dispersal in the greater sac-winged bat (Saccopteryx bilineata, Emballonuridae). My results show that while female dispersal from the natal colony is almost complete (96% of young female disappeared from their natal colony before reaching half a year of age), 55% of young males were still present in their natal colony half a year following their birth. Thus, dispersal is strongly female-biased in the greater sac-winged bat. Male philopatry resulted in a patrilineal colony structure, which in conjunction with long tenure of both sexes entailed an inbreeding risk between females and their male descendants and local mate competition between male kin. To avoid inbreeding with male descendants, females chose genetically dissimilar males when engaging in extra-harem copulations. Female dispersal is likely a strategy to avoid father-daughter inbreeding, because female sexual maturity (at six month of age) fell below the average period of male tenure (2.7 years). The evolution of male philopatry is probable to be the outcome of an interplay between several aspects of the mating and social system, whose fitness benefits taken together succeed to outweigh the costs from local competition with kin. First, the mating strategy of resource-defence awards a high value to local resources and requires the establishment of a queuing position from an early age on. Since the time spent in a queue determines who occupies a vacant harem position (Voigt & Streich 2003), familiarity with the natal colony might be advantageous to philopatric males. Second, males were found to gain direct benefits from a social organisation of possibly cooperating colony males. Lifetime reproductive success of harem males was largely determined by their period of tenure as a harem male. Male tenure increased with the number of males co-resident in a colony. In view of the vocal discrimination ability between residents and non-residents of greater sac-winged bats and a virtually absent immigration of males into colonies, my results might be interpreted as evidence for cooperative alliances of male sac-winged bats. These might actively prevent settlement of non-natal males, and thereby prolong their own tenure and lifetime direct fitness. Lastly, the high levels of extra-harem paternities, which are mostly attained by other colony residents, should favour male philopatry. If paternity loss in inevitable in the presence of male co-residents, it should be more profitable to forfeit paternities to relatives (indirect fitness benefits).
In conclusion, my results suggest a complex evolutionary trajectory leading to female-biased dispersal in the greater sac-winged bat. It appears that the social organisation is of critical importance in shaping this unusual dispersal pattern, a factor that still deserves a more proper theoretical treatment. Moreover, it points in an important future direction, namely the comparative study of the evolution of sex-biased dispersal and aspects of the social system and life history in emballonurid bats of the Neotropics. Emballonurid bats are known to exhibit a rich diversity in social systems and dispersal strategies and are therefore highly suited for a comparative investigation of the co-evolution between social and dispersal patterns. With the isolation of eight novel microsatellite markers for the emballonurid bat species Rhynchonycteris naso I have established a basis for these future studies.
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| Kurzfassung in Deutsch: |
| Das Abwanderungsverhalten ist ein zentrales Merkmal der „life history” von Tieren. Es beeinflusst sowohl die Demographie und genetische Struktur von Populationen als auch die Evolution sozialen Verhaltens. Bei Vögeln und Säugetieren ist Abwanderung zu einem Geschlecht hin verschoben. Abwanderungsraten sind höher in einem der beiden Geschlechter, während das jeweils andere Geschlecht zur Geburtsortstreue neigt (natale Philopatrie). Während die Abwanderung bei Vögeln zu Weibchen hin verschoben ist, sind es bei Säugern die Männchen, die höhere Abwanderungsraten aufweisen und die Weibchen, welche von nataler Philopatrie profitieren
Die vorliegende Arbeit untersucht die evolutionären Ursachen und Konsequenzen eines für Säugetiere ungewöhnlichen Abwanderungsverhaltens: weibchenspezifische Abwanderung bei der neotropischen Sackflügelfledermaus (Saccopteryx bilineata, Emballonuridae). Meine Ergebnisse zeigen, dass annähernd alle Weibchen aus ihrer Geburtskolonie abwandern (96% der jungen Weibchen verschwanden aus ihrer Geburtskolonie bevor sie ein halbes Jahr erreichten), während noch 55% der Männchen mit einem Alter von einem halben Jahr in der Geburtskolonie verweilten. Daher war Abwanderung bei der Sackflügelfledermaus zu Weibchen hin verschoben. Die Geburtsortstreue von Männchen führte zu einer patrilinearen Koloniestruktur. In Verbindung mit einer langen Residenzperiode beider Geschlechter, verursachte die patrilieare Struktur von Kolonien ein Inzuchtrisiko zwischen Weibchen und ihren männlichen Nachkommen, als auch ein hohes Maß an lokaler Paarungskonkurrenz zwischen männlichen Verwandten. Ich konnte zeigen, dass eine Strategie von Weibchen, um Inzucht mit männlichen Abkömmlingen zu vermeiden, in der Wahl genetisch unähnlicher Männchen lag, welche bei Außerharempaarungen bevorzugt wurden. Weiterhin ist es wahrscheinlich, dass die Abwanderung von Weibchen auch eine Strategie der Inzuchtvermeidung darstellt. In diesem Fall geht es allerdings darum, Inzucht mit ihren Vätern zu vermeiden. Die Zeit bis zur Geschlechtsreife junger Weibchen (0,5 Jahre) unterschritt die durchschnittliche Residenzperiode von Männchen (2,7 Jahre). Die Evolution von Geburtsortstreue bei Männchen ist vermutlich die Folge des Zusammenspiels verschiedener Aspekte des Paarungs- und Sozialsystems von S. bilineata. Insgesamt sollten die Fitnessvorteile dieses Verhaltes die Kosten lokaler Paarungskonkurrenz übertreffen. Erstens, verleiht die Paarungsstrategie der Ressourcen-Verteidigung bei S. bilineata Haremterritorien vermutlich einen hohen Wert und erfordert eine frühe Etablierung in einer so genannten Warteschlange. Die Vertrautheit mit der Geburtskolonie sollte für philopatrische Männchen von Vorteil sein, da die potentielle Übernahme eines freiwerdenden Territoriums primär von der Wartezeit eines Männchens bestimmt wird. Zweitens, konnte ich zeigen, dass Männchen direkte Fitnessvorteile durch eine soziale Organisation in Kolonien haben. Der Lebenszeitreproduktionserfolg von Haremmännchen war abhängig von deren Residenzperiode. Weiterhin konnten Männchen ihr Territorium länger halten, wenn eine höhere Anzahl an Männchen in der Kolonie anwesend war. Berücksichtigt man auch die kürzlich entdeckte Fähigkeit von Männchen, ansässige von nicht ansässigen Männchen anhand erlernter Vokalisationen zu unterscheiden, sowie die von mir gezeigte extrem seltene Immigration von koloniefremden Männchen, so können meine Ergebnisse als starke Hinweise auf kooperative Allianzen zwischen Männchen angesehen werden. Womöglich verhindern Männchen aktiv die Ansiedelung solcher Männchen, die nicht der Kolonie entstammen und erlangen dadurch längere Residenzperioden sowie eine höhere direkte Fitness. Schließlich, sollte die Geburtsortstreue von Männchen auch dadurch begünstigt werden, dass Weibchen sich häufig außerhalb ihres Harems paaren, dies aber überwiegend anderen Koloniemännchen zugute kommt. Ist der Verlust von Vaterschaften in Anwesenheit weiterer Koloniemännchen unumgänglich, so ist es zum Vorteil von Männchen, wenn diese Vaterschaften von verwandten Männchen stammen (indirekte Fitnessvorteile).
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