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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS Instituto de Ecología Dimorfismo sexual en el bobo café (Sula leucogaster): preferencias femeninas por la coloración del plumaje. T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS (ECOLOGÍA) P R E S E N T A Natalia Lifshitz Garcia Besné TUTORA PRINCIPAL DE TESIS: Dra. Laura Roxana Torres Avilés, Instituto de Ecología, UNAM. COMITÉ TUTOR: Dr. Alejandro Córdoba Aguilar, Instituto de Ecología, UNAM. Dr. Raúl Cueva del Castillo Mendoza, FES Iztacala, UNAM. MÉXICO, D.F. Octubre, 2012 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS Instituto de Ecología Dimorfismo sexual en el bobo café (Sula leucogaster): preferencias femeninas por la coloración del plumaje. T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS (ECOLOGÍA) P R E S E N T A Natalia Lifshitz Garcia Besné TUTORA PRINCIPAL DE TESIS: Dra. Laura Roxana Torres Avilés, Instituto de Ecología, UNAM. COMITÉ TUTOR: Dr. Alejandro Córdoba Aguilar, Instituto de Ecología, UNAM. Dr. Raúl Cueva del Castillo Mendoza, FES Iztacala, UNAM. MÉXICO, D.F. Octubre, 2012 AGRADECIMIENTOS Al Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM. A CONACYT por el apoyo económico recibido durante mis estudios de Maestría (CONACYT 245580) y al proyecto del Bobo café: Dimorfismo sexual en el bobo café (Sula leucogaster). (CONACYT 129774). A la UNAM por el apoyo económico brindado a la Dra. Roxana Torres. A los miembros de mi comité tutor: Dr. Alejandro Córdoba Aguilar y Dr. Raúl Cueva del Castillo Mendoza. A mi tutora la Dra. Roxana Torres Avilés. AGRADECIMIENTOS PERSONALES A Rox, por invitarme a formar parte de este asombroso e interesante proyecto con los bobos cafés. Por siempre estar dispuesta a una agradable charla. Por motivarme y fomentar mi interés en la ciencia y apoyarme en las decisiones sobre mi futuro académico. A los voluntarios de Marietas: América, Lau, Andrés y Miguel. Gracias por resistir tormentas y rayos, alacranes y arañas. Sin ustedes no hubiera podido hacer este trabajo. A los demás participantes de los viajes de bobos, quienes han hecho de este un camino maravilloso: Isa, Vic, Alex, Juanto, Velando. A Nata y a Bibi, por compartir campamento, ideas, risas, sudor y casi sangre. Y a Edgar Ávila por la ayuda con la logística y la extenuante puesta de campamento. A la UNAM por haber sido mi casa durante estos 10 años (si, llevo 10 años en la UNAM desde el inicio de mi licenciatura). Por abrirme sus puertas y las puertas del mundo. Por darme las bases y el cimiento para crecer como persona y como científica. A mis papás y a mi hermano Arturo que siempre me han apoyado y no se cansan de escuchar mis historias de aves y focas, ni de ver la infinidad de fotos que traigo de cada isla. Ustedes siempre van conmigo, no importa lo lejos que esté. A mis compas “los forevers” quienes me han enseñado que en la vida no es todo o nada, sino un poco de todo, de eso se trata esto. Por ser grandes ejemplos a seguir, para llevar una vida buena, divertida, profesional y exitosa. Los quiero mucho, cerca o lejos, son mis hermanos. A Edgar, por ser mi apoyo, mi hogar, mi presente y mi futuro. Mi motivación. Me encanta este viaje que estamos haciendo juntos….y lo que falta. Sometimes, you find yourself in the middle of nowhere, and sometimes, in the middle of nowhere, you find yourself. -unknown. Víctor Argaez A Edgar, cumpliendo lo prometido aquel día antes de irme a la isla. Gracias por quererme con mis locuras y mis bobos. ÍNDICE Resumen 1 Abstract 2 Introducción 3 Objetivo, hipótesis y predicciones 9 Métodos 10 Manipulación del color del plumaje del macho 12 Registros de conducta 12 Análisis estadísticos 13 Resultados 14 Presencia de la hembra en el nido 15 Tasa de cortejo de la hembra 16 Tasa de cópulas 19 Tasa de agresión de las hembras 20 Puesta 22 Discusión 24 Literatura citada 28 1 Resumen Las preferencias femeninas son ahora reconocidas como una fuerza importante en la evolución y mantenimiento de caracteres sexuales de machos de diversas especies. Aquí, analicé el papel del color del plumaje de los machos de bobo café (Sula leucogaster) de una colonia dicromática, donde el plumaje de la cabeza de los machos es blanco y el de las hembras es café. Los bobos cafés se distribuyen a lo largo de los trópicos, pero solamente los machos de las poblaciones del Pacífico Este exhiben dicho plumaje sexualmente dicromático con cabezas blancas. Recientemente, un estudio filogenético encontró que estas poblaciones fueron las primeras en divergir del ancestro común. Para investigar si las preferencias femeninas por el color del plumaje de los machos son importantes en el mantenimiento de este carácter, manipulamos el color de las plumas blancas de la cabeza de machos en cortejo, simulando el plumaje monocromático café de los machos de otras poblaciones. Los dos días inmediatos después de la manipulación, encontré que la tasa de cortejo y de cópulas de las hembras experimentales, fue menor que la tasa de las hembras control. Además, las hembras experimentales, pero no las controles, desplegaron conductas agresivas hacia su pareja. Una semana después de la manipulación, cuando el color de esta había disminuido parcialmente, no encontramos diferencias en la tasa de cortejo y cópulas entre los tratamientos. Estos resultados no apoyan la idea de que un sesgo sensorial en las hembras por el plumaje café haya facilitado la dispersión del morfo café, y sugieren que probablemente el plumaje blanco de los machos es un carácter sexual que se mantiene en las poblaciones del Pacífico Este por preferencias femeninas. 2 Abstract Female preference is now recognized as a major force for the evolution and maintenance of male sexual characters of many species. Here, we analyzed the role of plumage color in male brown boobies (Sula leucogaster) from a dichromatic colony where males have white head plumage and females have brown head plumage. Brown boobies are found throughout the tropics but only males from Eastern Pacific populations exhibit this sexually dichromatic plumage with white heads, and a recent phylogenetic study found that these populations were the first ones to diverge from the common ancestor. To investigate whether male plumage coloris maintained by female preference, we carried out an experimental manipulation of the white feathers from the head of courting males, simulating monochromatic male brown plumage. We found that experimental female’s rate of courtship and copulations were lower than control females. Furthermore, experimental females, but not control females, displayed aggressive behavior towards their partners. A week after manipulation, when the color manipulation had partially fainted, no differences in the rate of courting and copulations between treatments were found. These results do not support the idea that a female sensory bias for brown plumage triggered male brown morph dispersion, and suggest that probably male white plumage is a sexual trait maintained by female preference. 3 Introducción La selección sexual es el proceso que Darwin (1859, 1871) propuso para explicar la evolución de los caracteres sexuales conspicuos de los machos y resulta de la ventaja que algunos individuos tienen sobre otros del mismo sexo y especie, con respecto a la reproducción (Darwin 1859). Puede actuar tanto a nivel intrasexual, por medio de la lucha directa entre miembros del mismo sexo por acceso a una pareja, como a nivel intersexual, por medio de las preferencias de apareamiento de un sexo por el otro. Estos dos mecanismos no son mutuamente excluyentes; por un lado se puede favorecer la evolución de caracteres que incrementen las habilidades de pelea, aumentando el éxito en competencia directa usualmente entre machos por hembras. Y por otro lado, puede llevar a la evolución de características involucradas en despliegues de cortejo y que hacen a los machos más atractivos para las hembras (Kodric-Brown y Brown 1984; Arnold y Duvall 1994). Las características que hacen a los machos más atractivos para las hembras, también son llamadas ornamentos e incluyen tanto caracteres conductuales, como el cortejo, así como caracteres morfológicos como la coloración, el plumaje o las ornamentas, los cuales son evaluados durante el proceso de elección de pareja. Al evaluar a las parejas potenciales mediante alguna de estas señales sexuales, las hembras pueden obtener distintos beneficios, que pueden ser directos como por ejemplo mejores territorios, regalos nupciales, mayor probabilidad de fertilización, defensa de nido y mayor contribución parental, y/o beneficios indirectos cuando las crías heredan “buenos genes” (genes que incrementan la viabilidad), resistencia a patógenos, o características que aumentan su atractivo sexual (hipótesis del hijo sexy) (Andersson 1994; Andersson y Iwasa 1996; Sheldon et al. 1997; Grffith et al. 1999). Los ornamentos a menudo tienen una relación positiva con la calidad genética o la condición del portador, por lo que se dice que a través de ellos los individuos comunican honestamente su condición (Zahavi 1975). Esto se debe a que la producción y mantenimiento de estos caracteres suelen ser costosos tanto en términos fisiológicos, como de sobrevivencia. Así, el canalizar carotenoides para la pigmentación de un carácter 4 sexual puede reducir su asignación a funciones vitales como la inmuno estimulación (Alonso Alvarez et al. 2004), o bien el desplegar alguna conducta de cortejo que a su vez ocasiona que los individuos sean más conspicuos a los depredadores (Zuk y Kolluru 1998). De esta manera, la honestidad en los ornamentos dependientes de la condición implica que los machos en baja condición no pueden engañar a las hembras, ya que no son capaces de producir o mantener dichos caracteres (Zahavi 1975; Andersson 1986). Para explicar los mecanismos responsables de la evolución y mantenimiento de este tipo de caracteres, se han planteado dos hipótesis: el modelo de selección desbocada (Fisher 1958), el cual propone que en una población sin elección femenina, aparece cierta preferencia que cause que las hembras favorezcan apareamientos con los machos portadores de un atributo. Esto se traduciría en un mayor éxito de apareamiento de estos machos. Como resultado de las preferencias femeninas actuando sobre la variación fenotípica en los machos, la descendencia femenina heredaría los genes de la preferencia y la masculina heredaría el atributo preferido por las hembras. Como resultado de la elección de las hembras tanto las preferencias femeninas como el atributo en los machos incrementarían su frecuencia en la población. La selección sexual puede provocar la evolución exagerada de los caracteres de los machos, hasta el punto en que se vuelvan mal adaptativos. La segunda hipótesis para explicar la evolución y el mantenimiento de los ornamentos de los machos es la del hándicap (Zahavi 1975). Esta propone que la selección sexual favorece la evolución de caracteres que promueven el éxito reproductivo de los machos a costa de su sobrevivencia. Así, las hembras escogen parejas con dichos caracteres debido a que los machos demuestran que han sobrevivido hasta la vida adulta a pesar de tener ornamentos que reducen sus posibilidades de sobrevivencia. En la actualidad un gran número de estudios en una gran diversidad de organismos apoyan la idea de que la selección intersexual, favorece la evolución y mantenimiento de ornamentos (Andersson 1986; Brooks y Endler 2001). Sin embargo, no ha sido tan sencillo entender cómo se origina la coevolución entre el atributo y la preferencia por las señales sexuales. Se ha sugerido que los ornamentos pueden originarse en las poblaciones por un proceso llamado sesgo o trampa sensorial, que puede ocurrir cuando la preferencia por el 5 carácter en las hembras evolucionara en un contexto diferente a la selección sexual y precediera la evolución de los ornamentos en los machos (i.e. la preferencia preexiste al carácter). Una vez que el carácter aparece en la población, se mantiene y evoluciona por elección femenina (Ryan et al. 1990; Ryan y Keddy-Hector 1992; Basolo 1995; Fuller et al. 2005). Por ejemplo, los peces del género Xiphophorus, están conformados por especies sin espada y con espada en la aleta caudal y se ha visto que las hembras de poblaciones sin espada, prefieren a coespecíficos a quienes les ha sido pegada una espada quirúrgicamente, a pesar de la evidencia filogenética que indica que el ancestro común tanto de peces con espada como de peces sin espada, carecían de ésta (Basolo 1995). En los peces del grupo de los godeidos, la banda amarilla en la cola de los machos evoca respuestas alimenticias tanto en hembras como en machos, ya que simula las larvas de las que éstos se alimentan (Macias Garcia y Ramirez 2005). Probablemente, esta banda evolucionó por medio de la exageración de los atributos de los machos para mantener el interés de las hembras, convirtiéndola en una trampa sensorial. Se ha sugerido que la selección ha llevado a las hembras a poder diferenciar las respuestas alimenticias de las sexuales, lo cual les permite incluir esta banda de la cola como un criterio de elección de pareja, ya que se vuelve un ornamento honesto. Esta banda colorida a su vez conlleva costos en términos de daño por mordidas y en gastos por regeneración, además de la necesidad de desviar carotenoides de otras funciones a su coloración y brillo. Aparentemente, las hembras de algunas de estas especies han escapado a la trampa sensorial mientras que retienen la respuesta sexual al atributo del macho, el cual se ha convertido en una señal honesta y costosa (Macias Garcia y Ramirez 2005). En algunas especies, los caracteres sexuales pueden ser polimórficos. Esto quiere decir que en una población, individuos de la misma edad y el mismo sexo presentan una o más variantes (por ejemplo de color) que son heredadas de una generación a la siguiente y cuya expresión no es sensible, o es muy poco sensible al ambiente y a la condición corporal (Buckley1987). La generación de diferentes fenotipos puede ocurrir por aislamiento geográfico y/o por aislamiento conductual, por ejemplo por elección femenina. Este último puede ocurrir si dentro de una población hay polimorfismo en las preferencias individuales de las hembras que resultan en apareamientos concordantes, es 6 decir ciertas hembras prefieren aparearse con los machos de un cierto morfo (Pryke y Griffith 2007). Así, la variación en preferencias de apareamiento podría actuar para mantener la variación en los caracteres de los machos (Partridge y Hill 1984). Se ha visto que esto sucede con el pez cola de espada (Xiphophorus cortezi), donde los machos son polimórficos para el patrón de pigmentación en las barras verticales y las hembras son polimórficas en sus preferencias por este carácter, indicando una correlación genética entre la preferencia y el carácter (Morris et al 2003). Esta variación en las preferencias de apareamiento puede llevar a especiación, o la separación de una especie en dos o más. Es decir, la selección sexual puede generar cambios paralelos en las preferencias y en los caracteres sexuales dentro de una población, ocasionando aislamiento precigótico entre poblaciones, siendo este la principal causa del aislamiento reproductivo y en algunos casos resultando en especiación (Panhuis et al. 2001). En las aves, el color del plumaje es un carácter comúnmente evaluado durante la elección de pareja y la evolución de su coloración ha sido asociada desde tiempo atrás con su función señalizadora (Darwin 1871). Tanto la coloración del plumaje basada en carotenoides (Hill y Montgomerie 1994), en melaninas (Siefferman y Hill 2003), o el que carece de éstas (Hanssen et al. 2006), pueden funcionar como un indicador confiable de la calidad individual al momento de la elección de pareja (Fitzpatrick 1998). La variación geográfica en la coloración del plumaje es frecuente (Hill 1994; Lehtonen et al. 2009), y aunque menos frecuente, también hay especies polimórficas en el color del plumaje (Le Corre 1999), lo cual, muchas veces se mantiene por elección femenina. Un ejemplo de esto es el pinzón común (Carpodacus mexicanus), donde los machos presentan variación geográfica en la coloración del plumaje. En esta especie, las hembras en condiciones naturales y de distintas poblaciones basan su preferencia en la variación en el acceso local a los pigmentos carotenoides con los que los machos colorean sus plumas, usando esta coloración como señal honesta de calidad. El bobo café (Sula leucogaster leucogaster) es un ave marina colonial, de larga vida y con un cuidado biparental largo y costoso que se distribuye en islas a lo largo de los trópicos (Nelson 1978 y 1987). En la mayor parte de su área de distribución presentan plumaje sexualmente monocromático, machos y hembras tienen la cabeza café y el 7 vientre blanco, mientras que sólo las poblaciones que anidan en el Pacífico tropical Este (Golfo de California y costas del Pacífico Mexicano) exhiben un plumaje sexualmente dicromático. Los machos tienen plumaje blanco en parte de la cabeza y cuello y el resto es café con el vientre blanco y las hembras tienen la cabeza café y el vientre blanco (Nelson 1978; Steeves et al. 2003), (Fig. 1). Esta especie presenta cuidado biparental, donde ambos padres incuban los huevos y alimentan a las crías durante su desarrollo (Nelson 1978). Debido a esto, se esperaría que tanto machos como hembras fueran selectivos durante la elección de pareja (Johnstone et al. 1996) ya que su éxito reproductivo dependerá también de la inversión de su pareja. No existen estudios previos sobre selección sexual en el bobo café; sin embargo, en un estudio que se llevó a cabo en la colonia dicromática que anida en la Isla San Pedro Mártir se encontró que el grado de dimorfismo sexual (medido como la proporción de blanco en la cabeza de los machos) está relacionado positivamente con el número de crías emplumadas que produce un macho (Tershy y Croll 2000). Aunque el estudio fue solamente correlativo, sugiere que el color del plumaje de la cabeza de los machos puede funcionar como una señal sexual de la calidad del macho durante la crianza. Un estudio reciente sobre filogenia molecular del bobo café encontró que las colonias del Pacífico Este, que son aquellas donde el macho presenta plumaje blanco en la cabeza, fueron las primeras en separarse del ancestro común, y que las poblaciones del Caribe, donde el macho presenta plumaje café en la cabeza, fueron las últimas en separarse (Morris-Pocock et al. 2011). Como no conocemos el fenotipo del ancestro común del bobo café, la existencia de los dos morfos se podría explicar bajo 3 hipótesis evolutivas. La primera es que el ancestro común de los dos morfos haya sido café y el plumaje blanco apareció como un carácter novedoso que diversificó solamente en el Pacífico Este, la segunda es que el ancestro haya sido blanco y el café haya sido el color que apareció como carácter novedoso, dispersandose a lo largo de los trópicos y la tercera hipótesis es que el ancestro del bobo café, al igual que el bobo patas rojas (Sula sula) en la actualidad (Nelson 1978), haya sido polimórfico en la coloración del plumaje (i.e. machos con cabezas blancas y machos con cabezas cafés), y que al dispersarse, el morfo café se 8 volvió dominante, siendo favorecido por preferencia de las hembras, hasta que el morfo blanco desapareció de la mayoría de las poblaciones. Esto nos deja la interrogante sobre la existencia de los dos morfos y si esto apareció y/o se mantiene en las poblaciones por elección femenina. Por lo tanto, en este estudio nos planteamos evaluar experimentalmente si hay una preferencia ancestral o preexistente en las hembras por el color café en el plumaje de la cabeza de los machos, que pueda explicar la dispersión del morfo café. a) b) Fig. 1. Bobo café macho de a) una población monocromática y b) una población dicromática. 9 Objetivo El objetivo de este trabajo fue evaluar experimentalmente si hay una preferencia ancestral o preexistente en las hembras por el color café en el plumaje de la cabeza de los machos, que pueda explicar la dispersión del morfo café. Hipótesis y predicciones Si hay una preferencia ancestral o preexistente en las hembras por el color café en el plumaje de la cabeza de los machos de una población dicromática, aquellos pintados experimentalmente de café: - Recibirán una mayor tasa de cópulas y cortejo que los machos controles que mantuvieron el plumaje color blanco. 10 Métodos El trabajo se llevó a cabo en la colonia dicromática de bobo café del Parque Nacional Islas Marietas frente a las costas del estado de Nayarit, en el Pacífico Mexicano, durante los meses de junio y julio del 2011. Durante la noche, se capturaron 30 parejas en cortejo que fueron asignadas aleatoriamente al tratamiento experimental (n = 15) o control (n = 15). Los miembros de la pareja se marcaron con anillas de PVC numeradas y posteriormente se les tomaron medidas morfométricas: longitud de ulna (± 1mm) y peso (± 20 g). Solo en los machos se midió con una cinta métrica la longitud (± 1 mm) del plumaje blanco de la cabeza dorsal y ventral con el cuello estirado, desde la base del pico hasta donde termina el área blanca, a esta variable la llamaremos “casco” de aquí en adelante. El casco fue siempre medido por el mismo observador para evitar variación entre observadores. En los machos y las hembras se midió con un espectrofotómetro (MINOLTA CM 2600-d) el color del tegumento gular, ya que en esta especie esta es una característica altamente variable, además de que el color tegumentario de la pareja se relaciona positivamente con el esfuerzo reproductivoen ambos sexos (Gañan et al. en preparación). Por último, sólo en los machos se midió el color del plumaje de la cabeza. El color del plumaje de la cabeza se obtuvo como el promedio de 3 puntos, tomados a lo largo de la cabeza, empezando desde el blanco junto al pico, avanzando de la cabeza hacia el cuello para abarcar el degradado de color de los machos y con una distancia aproximada de 2 cm entre cada punto de medición. Para los análisis del color tegumentario gular de machos y hembras se usaron los rangos del espectro de color que presentan mayor variación en esta especie y que se relacionan positivamente con el esfuerzo reproductivo de la pareja en ambos sexos (Gañan et al. en preparación); se calcularon el croma ultra violeta (suma de la reflectancia entre 360 y 400 nm dividido entre la reflectancia total) y el croma verde (suma de la reflectancia entre 480 y 550 nm dividido entre la reflectancia total). De las curvas de reflectancia del color del casco de los machos se calcularon de igual manera la reflectancia o brillo total (la suma de todas las reflectancias; RT) y la reflectancia máxima (el valor máximo dentro de la curva; RMax). Antes de la manipulación, las medidas de peso, ulna, 11 color tegumentario de machos y hembras y color y longitud del casco de los machos de parejas controles y experimentales no difirieron (Tabla 1). Tabla1. Promedios (± d.e.) de peso, ulna, color tegumentario del gular y longitud y color del casco de los machos de las parejas del grupo experimental y control antes de la manipulación. Control N = 15 Experimental N = 15 F P MACHOS Peso (g) 659 ± 88 666 ± 70 0.07 0.78 Ulna (mm) 171 ± 5.3 169 ± 07 0.34 0.56 UV gular 0.23 ± 0.03 0.24 ± 0.02 2.97 0.09 Verde gular 0.19 ± 0.007 0.18 ± 0.006 3.53 0.07 Longitud blanco dorsal (cm) 3.38 ± 0.87 3.65 ± 0.94 0.48 0.49 RT Blanco 1943 ± 348.8 1981 ± 321.2 0.09 0.76 RMax Blanco 59 ± 8.9 60 ± 8.3 0.10 0.75 HEMBRAS Peso (g) 1020 ± 96 1054 ± 112 0.75 0.39 Ulna (mm) 184 ± 4.7 179 ± 15 1.41 0.24 UV gular 0.05 ± 0.01 0.04 ± 0.01 3.50 0.07 Verde gular 0.23 ± 0.007 0.23 ± 0.005 0.42 0.52 12 Manipulación del color del plumaje del macho Para evaluar el papel que el color del plumaje de la cabeza de los machos puede tener en las preferencias de las hembras, se cubrió el casco de los machos del grupo experimental con pintura color café, mientras que a los machos del grupo control se les pintó ligeramente con color blanco sin realmente modificar su coloración natural. La manipulación del color se llevó a cabo usando maquillaje de color café o blanco resistente al agua, no tóxico, a base de vaselina (marca Miguelito). Después de la manipulación se midió el color del plumaje de los machos. El maquillaje se realizó con la finalidad de aparentar machos de una colonia monocromática, cuyo plumaje fuera igual que el de las hembras. La reflectancia máxima del color café de la cabeza de los machos del grupo experimental post-manipulación no difirió significativamente de la reflectancia máxima del color café del plumaje de la cabeza de las hembras (promedio ± d.e.: machos 12.36 ± 1.19, hembras 10.74 ± 1.89, Wilcoxon rank sum test, W = 171, P = 0.11). Además, la reflectancia media de los machos experimentales (8.32 ± 0.68 nm) se encontró dentro del rango de variación natural de reflectancia de las hembras (rango 2.66 - 17.02nm). Registros de conducta Para evaluar el efecto de la manipulación del color del plumaje de los machos en la conducta de las hembras, se realizaron registros de conducta durante los horarios de mayor actividad de cortejo en la colonia (730 – 930 am y 700 – 830 pm), los cuales se han establecido en base a estudios anteriores en la misma colonia (Gañan et al. en preparación, Montoya y Torres, en preparación). Para registrar la respuesta inmediata de las hembras a la manipulación de sus parejas, se llevaron a cabo observaciones durante los dos días posteriores a la manipulación. Debido a la dificultad de capturar al mismo animal más de una vez, se decidió no hacer un registro control de conducta antes de la manipulación ya que hubiera requerido previa captura y marcaje de los individuos. Por lo tanto, se registró la conducta de las hembras una vez que el maquillaje se hubiera lavado 13 considerablemente, por medio de observaciones durante los días 7 y 8 posteriores a la manipulación, tiempo que fue decidido en base a un pilotaje previo donde se evaluó la duración del tratamiento. Se registraron las siguientes conductas de cortejo: picos (cuando la pareja activamente choca los picos durante el cortejo), nidos (cuando uno de los miembros de la pareja toma con el pico material para formar el nido), acicalamientos, Sky pointing (cuando el macho mira hacia el cielo, extendiendo el cuello y silbando), intentos de cópula (cuando el macho intenta la monta, pero ésta no es exitosa) y cópulas (el macho se sube al dorso de la hembra y hay contacto de cloacas) (descripciones detalladas en Nelson 1978). Adicionalmente, se registró la conducta de picotazos agresivos intrapareja por parte de la hembra (la hembra baja la posición del cuerpo y agrede con picotazos). En condiciones naturales los picotazos agresivos se observan entre vecinos, pero no se habían reportado en interacciones intrapareja (Nelson 1978). Por último, para estimar el tiempo que la pareja pasó en el sitio de cortejo, cada 15 minutos se registró la presencia/ausencia de la hembra, el macho y la pareja. Para las observaciones de conducta, fueron entrenados 4 observadores y solo se iniciaron los registros de conducta cuando la confiabilidad entre observador fue ≥ 90%. Para los análisis, se calcularon por separado la tasa de cortejo total del macho y de la hembra (sumando todas las conductas de cortejo de la hembra o el macho y dividiéndolas entre el tiempo que estuvieron presentes ambos miembros de la pareja), la tasa de cópulas (número de cópulas divididas entre el tiempo de presencia de la pareja) y la tasa de agresiones intrapareja de las hembras (número de agresiones divididas entre el tiempo de presencia de la pareja). Una vez concluidas las observaciones de conducta, los nidos se revisaron diariamente para registrar la fecha de puesta e incluirla en los análisis, ya que esta suele relacionarse con las conducta de cortejo y cópula (Osorio-Beristain y Drummond 1998). Análisis estadísticos Se usaron modelos lineales generales para analizar el efecto del tratamiento sobre el cortejo de las hembras, la tasa de cópulas y la presencia de las hembras en el nido. Los residuos se distribuyeron de manera normal en casi todos los modelos (prueba Shapiro- 14 Wilk, P = 0.08 en todos los casos), menos en el modelo del cortejo de la hembra durante los días 7 y 8 posteriores a la manipulación (prueba Shapiro-Wilk, W = 0.72, P < 0.0001); sin embargo, al eliminar 2 puntos influyentes (valor de Cook > 1), la distribución de los residuos no difirió de una distribución normal (prueba Shapiro-Wilk, W = 0.97, P = 0.73). Los modelos iniciales incluyeron como factor al tratamiento, y como covariables el cortejo del macho, la fecha de puesta, la longitud de la ulna de la hembra, el croma verde de ambos, el tamaño del casco blanco y la interacción del tratamiento y el cortejo del macho. El croma ultra violeta y el peso de los individuos no se incluyeron en los modelos debido a que mostraron una fuerte correlación con el croma verde (machos: coeficiente de correlación = -0.61, P < 0.001) y la ulna (machos: coeficiente de correlación = 0.45, P = 0.01, hembras: coeficiente de correlación = 0.51, P < 0.01), respectivamente. Los términos no significativos se sacaron del modelo por eliminación reversa. La tasa de agresión y la tasa de cópulas durante los primeros dos días posteriores a la manipulación no se compararonestadísticamente y sólo reportamos estadísticos descriptivos debido a que para ambos análisis la frecuencia de las conductas fue cero en uno de los grupos. La tasa de agresión de las hembras experimentales se analizó de manera independiente respecto a medidas fenotípicas del macho y de la hembra. Sin embargo, este análisis solo se llevó a cabo con 10 hembras, ya que de 5 de ellas no tenemos los datos completos. Los tamaños de muestra tanto del grupo control como del grupo experimental varían a lo largo del experimento ya que hubo parejas que desaparecieron o que pusieron huevos antes de la segunda observación y no se incluyeron en algunos análisis. Los análisis se hicieron en R 2.12.1. Los resultados están expresados como Media ± d.e. Resultados Los machos experimentales y control no difirieron en cuanto al tiempo que pasaron en el nido (días 1 y 2, F1, 28 = 0.69, P = 0.41; días 7 y 8, F1, 23 = 0.35, P = 0.55) ni en la tasa de cortejo (días 1 y 2, F1, 28 = 2.21, P = 0.15; días 7 y 8, F1, 23 = 0.89, P = 0.35). 15 Presencia de la hembra en el nido En los días 1 y 2, las hembras del grupo control y experimental no difirieron en el tiempo que pasaron junto al nido, independientemente del tiempo que el macho pasó en el nido (Tabla 2). La presencia de las hembras controles y experimentales no se relacionó con el croma verde de la hembra o la fecha de puesta (Tabla 2). Sin embargo, independientemente del tratamiento, la presencia de la hembra en los días 1 y 2 post manipulación se relacionó negativamente con el croma verde de su pareja y positivamente con la longitud del blanco ventral del casco del macho (Tabla 2, Fig. 2a y 2b). Una semana después de la manipulación, la presencia de las hembras tampoco se relacionó con el tratamiento (Tabla 2). Independientemente del tratamiento, las hembras pasaron más tiempo en el nido entre más tarde establecieron su puesta (Tabla 2, Fig. 3). a) b) Fig. 2. Presencia de la hembra en el nido en los días 1 y 2 después del tratamiento y (a) croma verde del gular y (b) longitud del blanco ventral de su pareja. 16 Fig. 3. Presencia de la hembra en el nido en los días 7 y 8 después del tratamiento y su fecha de puesta (medida en días desde el inicio del estudio). Tasa de cortejo de la hembra La tasa de cortejo de las hembras en el día 1 y 2 después de la manipulación se relacionó significativamente con el tratamiento, con la tasa de cortejo de los machos y con la interacción entre estos dos. Las hembras del grupo control cortejaron más que las hembras del grupo experimental (Tabla2; Fig.4). Además, las hembras en el grupo control incrementaron su tasa de cortejo cuando el macho incrementó su tasa de cortejo, mientras que las hembras experimentales disminuyeron ligeramente su tasa de cortejo conforme el macho incrementó su tasa de cortejo (Tabla 2; Fig. 5). Una semana después de la manipulación, la tasa de cortejo se relacionó positivamente con el cortejo del macho pero no se detectaron diferencias relacionadas con el tratamiento (Tabla 2; Fig. 6). 17 Fig. 4. Comparación entre la tasa de cortejo de las hembras del grupo control y el grupo experimental en los días 1 y 2 después del tratamiento. En la figura se muestran mediana, primer cuartil, tercer cuartil, valor máximo, valor mínimo y datos influyentes. La línea punteada representa la media. 18 Fig. 5. Tasa de cortejo (frecuencia / min) de las hembras control y experimental en los días 1 y 2 después del tratamiento, en relación a la tasa de cortejo del macho. Los círculos blancos y la línea discontinua representan a las hembras control y los círculos rellenos y la línea continua, a las experimentales. Fig. 6. Tasa de cortejo (frecuencia / min) de la hembras control y experimental en los días 7 y 8 después del tratamiento en relación a la tasa de cortejo del macho. Los círculos blancos representan a las hembras control y los círculos rellenos a las hembras experimentales. 19 Tasa de cópulas Las hembras experimentales no copularon con sus parejas en los días 1 y 2 después de la manipulación del color del plumaje, mientras que el 73% de las hembras controles si copularon con sus parejas (no se llevó a cabo comparación estadística; Fig. 7). A la semana de la manipulación, el 8% (1 de 12) de las hembras experimentales y el 43% (6 de 14) de las hembras control copularon con su pareja. Al hacer el análisis, el valor de la única pareja experimental que copuló aparece como dato influyente, el cual al ser removido del modelo deja todas las copulas en el grupo control, por lo que ya no se llevó a cabo comparación estadística (Fig. 8; Tabla 2). Fig. 7. Tasa de cópulas de las parejas controles y experimentales en los días 1 y 2 después de la manipulación. En la figura se muestran mediana, primer cuartil, tercer cuartil, valor máximo, valor mínimo y datos influyentes. 20 Fig. 8. Tasa de cópulas de las parejas controles y experimentales en los días 7 y 8 después de la manipulación. En la figura se muestran mediana, primer cuartil, tercer cuartil, valor máximo, valor mínimo y datos influyentes. Tasa de agresión de las hembras En los días 1 y 2 después de la manipulación, la tasa de agresión de las hembras hacia sus parejas fue diferente entre tratamientos. Las hembras en el grupo control no desplegaron agresión contra sus parejas, mientras que el 80% de las hembras del grupo experimental agredieron a sus machos (no se llevó a cabo comparación estadística; Fig. 9). A la semana de la manipulación solamente una de las 15 hembras experimentales desplegó conductas de agresión hacia su pareja y ninguna hembra control. 21 La agresión intrapareja de las hembras experimentales se relacionó negativamente con el tamaño del casco de los machos antes de la manipulación (F1, 8 = 5.73, P = 0.04; Fig. 10). Fig. 9. Diferencias en la tasa de agresión de las hembras hacia su pareja social, entre el grupo experimental y el control, en los días 1 y 2 después del tratamiento. 22 Fig. 10. Relación entre la tasa de agresión de la hembra y el tamaño del casco del macho antes de ser manipulado. Puesta Las parejas control y experimental no difirieron en la fecha de puesta (días a partir del inicio del estudio: controles 22.4 ± 12.5 días y experimental 16 ± 13.5 días, F1, 20 = 1.17, P = 0.29). Sólo 3 parejas control no establecieron una puesta. 23 Tabla 2. Comparación de la presencia y tasa de cortejo de las hembras controles (n = 15) y experimentales (n = 15) los días 1 y 2, y 7 y 8 posteriores a la manipulación del color del plumaje de los machos. En la tabla se muestran los valores de los factores al momento de eliminarlos del modelo (términos no significativos) y en negritas, los valores de los factores del modelo final (términos significativos). PRESENCIA DE LA HEMBRA CORTEJO DE LA HEMBRA F P F P Días 1 y 2 post manipulación Tratamiento 0.09 0.75 25.42 < 0.001 Cortejo del macho 2.02 0.17 48.14 < 0.001 Fecha de puesta 0.41 0.54 3.18 0.09 Croma verde macho 6.52 0.02 0.41 0.53 Croma verde hembra 0.03 0.86 1.50 0.25 Blanco ventral del macho 6.34 0.02 0.02 0.87 Reflectancia total blanco (RT) 3.38 0.08 1.00 0.34 Trat * cortejo macho 0.31 0.59 4.56 0.04 Días 7 y 8 post manipulación Tratamiento 1.79 0.21 0.009 0.92 Cortejo del macho 0.02 0.87 401.41 < 0.0001 Fecha de puesta 6.82 0.02 0.54 0.48 Croma verde macho 0.15 0.70 1.32 0.26 Croma verde hembra 2.34 0.15 3.21 0.09 Blanco ventral del macho 0.09 0.76 0.01 0.91 Reflectancia total blanco (RT) 0.01 0.92 0.79 0.38 Trat * cortejo macho 0.06 0.81 4.21 0.12 24 Discusión Mis resultados indican que el color del plumaje de la cabeza de los machos del bobocafé es importante para la motivación de las hembras para cortejar y para copular y no apoyan la hipótesis de una preferencia femenina preexistente por el color café en el plumaje de la cabeza de los machos. Después de controlar por la talla y el color tegumentario de ambos y por el cortejo del macho, las hembras de las parejas experimentales cortejaron y copularon menos que las hembras de las parejas control, además, sólo las hembras experimentales desplegaron conductas agresivas a sus parejas. Durante los dos días posteriores a la manipulación, la tasa de cortejo de las hembras del grupo control se relacionó positivamente con la tasa de cortejo de los machos. Esta relación positiva entre el cortejo del macho y el cortejo de la hembra ya se había encontrado en el bobo de patas azules, especie hermana, donde además, la tasa de sky pointings en particular se relaciona con la tasa de cópulas, por lo que estas conductas posiblemente cumplen un papel importante en la elección, evaluación y coordinación de la pareja (Torres y Velando 2003; 2005). Por el contrario, para el grupo experimental esta relación fue negativa durante los dos días posteriores a la manipulación, lo que sugiere que a pesar de que el cortejo es importante, la coloración del plumaje que despliega el macho es clave para motivar el cortejo de la hembra y el acceso a las cópulas. Una semana después de la manipulación, cuando el color café aplicado al plumaje blanco de los machos se había desvanecido, solo logramos observar a 12 parejas experimentales, de las cuales, la mayoría de las hembras (8 de 12) aumentó su tasa de cortejo intrapareja, lo que refuerza la idea de que la variación en el color del plumaje de la cabeza de los machos tuvo un efecto fuerte sobre la conducta de la hembra. El casco blanco de los machos del bobo café podría ser un atributo que funciona para el reconocimiento intraespecífico, para el reconocimiento sexual y/o como una señal sexual. En nuestro estudio 46% (7 de 15) de las hembras experimentales cortejaron durante los dos días posteriores a la manipulación, lo que sugiere que sí reconocieron a 25 sus parejas como machos de su especie o que no mostraron aversión a machos con un patrón de coloración diferente. Aquí es importante recalcar como una de las limitantes del estudio el hecho de que manipulamos parejas ya establecidas, por lo que es posible que además de evaluar el color del plumaje de la cabeza de los machos, las hembras estén utilizando otras características físicas y/o conductuales para reconocer a su pareja y que por eso desapareció el efecto del tratamiento en la conducta de las hembras después de una semana. Un estudio realizado en la colonia dicromática de bobo café que anida en Isla San Pedro Mártir, sugiere que el plumaje blanco de la cabeza de los machos puede ser una señal sexual que indica el esfuerzo durante la crianza (Tershy y Croll 2000). En este estudio encontraron que el tamaño del casco se correlaciona positivamente con el número de crías que logra emplumar la pareja. Además, sugieren que una forma en que los machos de bobo café pueden competir por acceso a hembras de alta calidad es por medio de este plumaje sexualmente dimórfico, específicamente el grado de plumaje blanco en cabeza y cuello, ya que se ha visto que la expresión de este tipo de caracteres se puede volver limitada por los costos que conlleva mantener un plumaje blanco (Andersson 1994; Møller et al. 1996; Tershy y Croll 2000), lo cual veremos a fondo más adelante. Por otro lado, en este estudio encontré que independientemente del tratamiento, durante los días 1 y 2 después de la manipulación, la presencia de la hembra en el nido se relacionó positivamente con el tamaño del casco blanco del macho antes de ser manipulado, lo cual sugiere que es un carácter utilizado durante el cortejo. Adicionalmente, la conducta agresiva de las hembras experimentales, se relacionó negativamente con el tamaño del casco antes de ser manipulado. Por lo tanto, los resultados del presente estudio sugieren que el plumaje blanco funciona como una señal que influye en el tiempo que pasa la hembra en el nido y en su motivación para cortejar y copular, además de disminuir el grado de la respuesta agresiva, lo cual en conjunto con los resultados de Tershy y Croll (2000), apoyan la idea de la función del plumaje blanco como una señal sexual durante el cortejo y la crianza. Para que una señal sea honesta debe ser costosa de producir, mantener o poseer, de modo que sólo los machos de mayor calidad puedan afrontar dichos costos (Zahavi 26 1975; Maynard Smith y Harper 2003). Además, se ha sugerido que para que esto funcione así, la señal debe informar honestamente a las hembras acerca de la calidad del macho (Andersson 1986). En la mayoría de las colonias de bobo café distribuidas a lo largo de los trópicos, el plumaje de la cabeza del macho es café, sin embargo, en las colonias del Pacífico Este, entre las que se incluye la colonia de estudio, el plumaje de la cabeza de los machos es blanco. Es posible que en estas poblaciones, el plumaje blanco sea una señal que se mantiene por preferencia de las hembras, debido a que el plumaje blanco que presentan muchas aves es el resultado de la carencia de melanina en la pluma, la cual parece ser costosa, hace conspicuos a los individuos que portan ornamentos blancos y hace a las plumas más susceptibles a las condiciones climatológicas como la abrasión, además de volverlas más proclives a ser atacadas por bacterias malófagas (Burtt y Ichida 2004; Goldstein et al. 2004; Gunderson et al. 2008). Si en el bobo café la producción del plumaje blanco en la cabeza constituye un hándicap o compromiso para los machos que lo portan y además funciona como un indicador del cuidado paterno, este atributo podría estar siendo favorecido por elección femenina. Un estudio reciente con el bobo café encontró que las colonias del Pacífico Este, que actualmente son dicromáticas, fueron las primeras en separarse del ancestro común (Morris-Pocock et al. 2011). En la actualidad la existencia de los dos morfos (machos con cabeza café y machos con cabeza blanca) podría mantenerse tanto por aislamiento geográfico como por aislamiento conductual (preferencia de las hembras); estudios futuros deberían evaluar la importancia relativa de estos dos mecanismos para el mantenimiento de los dos morfos. Este estudio, no me permite discernir entre las posibles hipótesis evolutivas, sin embargo sugiere que por lo menos en la población de Marietas no existe en las hembras un sesgo o preferencia por el color café que hubiera funcionado como detonante de la dispersión del morfo café de machos (Ryan y Rand 1993), ni existe preferencia ancestral por el café como especie polimórfica. El hecho de que las hembras del bobo café en Marietas prefieran machos con cabezas blancas sugiere que las estrictas preferencias femeninas podrían funcionar para evitar la hibridación entre poblaciones mono y dicromáticas (Mayr 1972; Zahavi 1975), manteniendo los beneficios de la 27 adaptación local, la cual se puede ver limitada por el flujo génico (Hedrick 1995; Lenormand 2002; Stockwell et al. 2003). Nuestros resultados sugieren que en esta colonia dicromática, el plumaje blanco de la cabeza de los machos es un carácter sexual que las hembras evalúan durante el periodo de cortejo y que las preferencias de las hembras podrían estar jugando un papel fundamental en el mantenimiento de los dos morfos. Para expolorar mejor estas ideas, sería importante realizar más estudios en los que (1) se evalúe experimentalmente si el tamaño del casco influye en las preferencias de las hembras y en sus decisiones reproductivas, (2) se comparen las preferencias femeninas por el color del plumaje de los machos de poblaciones donde el riesgo de hibridar varíe y (3) se evalúeel flujo génico entre poblaciones monocromáticas y dicromáticas. Si la preferencia femenina por el color del plumaje en esta población existe en función de evitar hibridación, esperaríamos ver un gradiente desde estricta preferencia en las poblaciones en mayor riesgo hasta aquellas más aisladas, donde las hembras tuvieran un criterio de preferencia más laxo. Si esto fuera así, podríamos sugerir que estamos presenciando un proceso de especiación por preferencia femenina y aislamiento geográfico en el bobo café. Por lo pronto, el presente estudio muestra que las hembras de esta población prefieren el morfo blanco y que no muestran una preferencia innata hacia el morfo café. 28 Literatura citada Alonso Alvarez, C., Bertrand, S., Devevey, G., Gaillard, M., Prost, J., Faivre, B. y Sorci, G. (2004). "An Experimental Test of the Dose‐Dependent Effect of Carotenoids and Immune Activation on Sexual Signals and Antioxidant Activity." The American Naturalist 164(5): 651-659. Andersson, M. (1986). 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