Is selection on higher aerobic capacity limited by food availability? : laboratory and field experiments in male bank vole (Myodes glareolus)
Authors
Date
2021Access restrictions
The author has not given permission to make the work publicly available electronically. Therefore the material can be read only at the archival workstation at Jyväskylä University Library (https://kirjasto.jyu.fi/collections/archival-workstation).
Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Aineenvaihdunta määrittää, kuinka yksilön käytössä olevan energia kohdentuu eri
toimintoihin, mikä tekee siitä merkittävän yksilön elinkiertoon vaikuttavan tekijän.
Perusaineenvaihdunta, eli aineenvaihdunnan minimitaso, vaikuttaa yksilöiden
selviytymiseen eli voi olla kelpoisuuden kannalta merkittävä ominaisuus. Lisäksi
maksimaalinen hapenottokyky eli aerobinen kapasiteetti voi vaikuttaa yksilöiden
kelpoisuuteen, sillä monet yksilön kannalta tarpeelliset toiminnot vaativat fyysistä
aktiivisuutta, kuten reviirin puolustaminen tai kilpailu lisääntymiskumppaneista.
Tästä syystä tutkin, onko korkeasta aerobisesta kapasiteetista etua koiraiden
lisääntymismenestyksen kannalta. Tutkin lisäksi, onko tämä etu riippuvainen
ympäristön ravintoresursseista. Testaan myös, parantaako korkea aerobinen
kapasiteetti koiraiden menestystä koiraiden välisessä kilpailussa naaraista ja
suosivatko naaraat parinvalinnassaan koiraiden korkeaa aerobista kapasiteettia.
Kokeissa tutkittiin kahta metsämyyrätaktiikkaa, jalostamattomia kontrollimyyriä ja
korkean aerobisen kapasiteetin perusteella jalostettuja myyriä. Aerobisen
kapasiteetin ja lisääntymismenestyksen välisen suhteen riippuvuutta ravinnon
saatavuudesta tutkittiin tarhakokeella, jossa myyrätaktiikoiden, korkea aerobinen
kapasiteetti ja kontrolli, yksilöt kilpailivat keskenään lisääntymisestä tarhoissa,
joissa ravintoresurssit olivat luonnolliset sekä tarhoissa, joissa oli jatkuvasti tarjolla
lisäravintoa. Menestystä koiras-koiraskilpailussa sekä naaraanvalinnassa tutkittiin
kahdella laboratoriossa toteutetulla käyttäytymiskokeella. Koiraat, joilla oli korkea
aerobinen kapasiteetti, saivat keskimäärin 1,6 kertaa enemmän jälkeläisiä, kuin
kontrollikoiraat. Lisäruoka paransi koiraiden lisääntymismenestystä, muttei
vaikuttanut taktiikoiden lisääntymismenestykseen eri tavoin. Taktiikoiden välillä ei
havaittu eroa menestyksessä seksuaalivalinnassa. Syyt korkean aerobisen
kapasiteetin lisääntymismenestysedulle jäivät epäselviksi, sillä ravinnonsaatavuus,
seksuaalivalinta tai selviytyminen eivät selittäneet taktiikoiden välisiä
lisääntymismenestyseroja tyhjentävästi. Tulokset kuitenkin osoittavat, että
aerobinen kapasiteetti voi olla merkittävä koiraiden kelpoisuutta määrittävä tekijä.
Tulosteni perusteella korkea aerobinen kapasiteetti todennäköisesti hyödyttää
yksilöitä epäsuorasti ja vuorovaikutuksessa ympäristötekijöiden ja muiden
ominaisuuksien kanssa.
...
Metabolic rate defines the rate at which energy is used for different functions.
Baseline metabolism (minimum metabolic rate required for basic maintenance) can
influence the survival of individuals, a central component of individuals’ fitness.
Additionally, aerobic capacity, maximal oxygen uptake, could also influence fitness,
because many important features of individuals’ function require physical activity,
for example competition over mates and defending territory. Therefore, the aim of
my thesis was to examine, whether high aerobic capacity improves the reproductive
success of male bank voles. I also studied whether the possible reproductive success
benefit depends on environment’s food availability. Finally, I tested whether high
aerobic capacity males succeed better in male-male competition for females and if
females prefer high aerobic capacity males. The experiments were conducted using
two bank vole tactics that were selectively bred in the laboratory. One tactic was
selected for high aerobic capacity and the other was a control tactic, which was not
selected for any trait. I studied the effects of high aerobic capacity and food
availability on males’ reproductive success in field enclosures. Individuals from
both tactics were released into enclosures with natural food or food
supplementation to compete for mating opportunities. Males with high aerobic
capacity sired overall on average 1.6 times more offspring than control males. Food
supplementation increased males’ reproductive success, but, contrary to my
prediction, it did not affect the reproductive success of tactics differently. I also
tested the possibility that the benefit of high aerobic capacity is explained by that
high aerobic capacity males succeeded better in direct competition over females. For
this, I examined tactics’ success in male-male competition and females’ preference
with two behavioural trials in laboratory. Females did not prefer high aerobic
capacity males nor did these males win more male-male competition trials. My
results confirmed that aerobic capacity can have notable effect on male fitness. Still,
the mechanisms behind high aerobic capacity’s benefit for male reproductive
success remained unclear, as food availability, sexual selection or survival did not
explain it conclusively. Therefore, I conclude that high aerobic capacity’s fitness
benefit could be less direct and intertwined with other traits and environmental
conditions.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29116]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Selection on two behavioral genes : fitness effects of receptor genes for arginine vasopressin 1a and oxytocin in the bank vole Myodes glareolus
Lönn, Eija (University of Jyväskylä, 2017)Most variation in behavior is regulated by genes; nevertheless the mechanisms behind maintenance of genetic diversity at behavioral loci have remained mainly elusive in natural populations. I studied in my thesis ... -
Effects of the early life environment on the morphology, behaviour and reproductive success of male bank voles (Myodes glareolus)
Mikkonen, Anne-Mari (2019)Yksilöt ovat herkkiä varhaiselämän kasvuympäristössä tapahtuville muutoksille, jotka voivat vaikuttaa myös ilmiasuun aikuisena. Varhaiselämän elinolosuhteilla voikin olla kauaskantoisia vaikutuksia yksilön elinkiertoon. ... -
The maintenance of sexually antagonistic variation in reproductive success by negative frequency-dependence in the bank vole (Myodes glareolus)
Martiskainen, Henna (2011)Natural selection theory predicts low variance in traits closely related to reproductive success, since the most fit trait value should replace all the others. However, a considerable amount of variation is found in ... -
Interactive effects of aging and aerobic capacity on energy metabolism–related metabolites of serum, skeletal muscle, and white adipose tissue
Zhuang, Haihui; Karvinen, Sira; Törmäkangas, Timo; Zhang, Xiaobo; Ojanen, Xiaowei; Velagapudi, Vidya; Alen, Markku; Britton, Steven L.; Koch, Lauren G.; Kainulainen, Heikki; Cheng, Sulin; Wiklund, Petri (Springer, 2021)Aerobic capacity is a strong predictor of longevity. With aging, aerobic capacity decreases concomitantly with changes in whole body metabolism leading to increased disease risk. To address the role of aerobic capacity, ... -
Intrinsic aerobic capacity governs the associations between gut microbiota composition and fat metabolism age-dependently in rat siblings
Pekkala, Satu; Lensu, Sanna; Nokia, Miriam; Vanhatalo, Sanja; Koch, Lauren G.; Britton, Steven L.; Kainulainen, Heikki (American Physiological Society, 2017)Host genetic factors affecting the gut microbiome play an important role in obesity, yet limited attention has been paid on the host genetic factors linked to physical fitness in modifying the microbiome. This study ...