Maternal investment in Diamond Firetails Stagonopleura guttata: female spot numbers predict egg volume and yolk lutein content

• Autorzy: Zanollo V. , Griggio M. , Myers S. , Robertson J. , Stangoulis J. , Guild G. , Kleindorfer S.

Warianty tytułu

PL

Inwestycje matczyne u kraśniczka diamentowego: związek pomiędzy jakością samicy a objętością jaj i zawartością luteiny w żółtku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

It is widely known that parents invest into reproduction to increase offspring survival and thereby increase reproductive success. In particular, female birds allocate maternal resources including lipids, hormones, and nutrients into the egg yolk. Carotenoid pigments, which are responsible for the characteristic yellow, orange, and red colours, are particularly important as antioxidant for the developing embryo. The Investment Hypothesis addresses variable female allocation of maternal resources into egg yolk and predicts that high quality females and females paired to high-quality males will invest more in their eggs. We test predictions of the Investment Hypothesis in the Diamond Firetail Stagonopleura guttata. In captive females and their pair males, we compare yolk carotenoid (lutein and zeaxanthin) allocation and egg size in relation to traits indicative of individual quality (body condition, flank spot number, bill and rump colour). Females with more white flank spots laid larger eggs that contained more lutein, the major carotenoid found in the Diamond Firetail eggs. Total carotenoid concentration in egg yolk was not related to any other female characteristic. Females laid larger eggs when paired with a high quality male (dark red rump).

PL

Zasoby, które samice przekazują do jaj, w tym tłuszcze, hormony i inne substancje odżywcze umieszczane w żółtku, wpływają na wzrost i przeżywanie piskląt. Barwniki karotenoidowe, czyli związki które odpowiadają za charakterystyczny żółty, pomarańczowy lub czerwony kolor żółtka jaj, są szczególnie ważne jako antyoksydanty dla rozwijającego się zarodka. Pomiędzy samicami istnieje duże zróżnicowanie w ilości zasobów umieszczanych w jajach. Hipoteza zróżnicowanych inwestycji zakłada, że samice dobrej jakości (czyli m. in. w lepszej kondycji oraz starsze), oraz te tworzące pary z samcami dobrej jakości umieszczają w jajach więcej zasobów. W pracy testowano tę hipotezę na kraśniczku diamentowym. Wcześniejsze badania sugerują, że u tego gatunku wskaźnikami jakości ptaków dorosłych mogą być m. in. liczba białych plam na czarnych bokach ciała oraz intensywność czerwonego koloru dzioba. W populacji hodowanej w wolierach (badaniami objęto 12 par), zabierano drugie jajo z lęgu. Zarówno dla samic, jak i sparowanych z nimi samców zbierano dane o cechach morfologicznych (liczba białych plam na bokach ciała), barwie dzioba i kupra oraz kondycji (określonej jako wartości resztowe z modelu regresji liniowej dla masy ciała i długości skoku) (Tab. 1). Jaja ważono oraz, na podstawie ich długości i szerokości, wyliczano ich objętość. Dla żółtka określano spektrofotometrycznie jego barwę, jaskrawość i nasycenie koloru (w analizach zmienne te zostały uwzględnione za pomocą analizy głównych składowych). Całkowitą zawartość karotenoidów określano na podstawie analiz spektrofotometrycznych, a zawartość luteiny i zeaksantyny, na podstawie wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Stwierdzono, że całkowita zawartość karotenoidów w żółtku była związana z jego masą, ale nie z masą lub objętością jaja, ani ze zmiennymi związanymi z kolorem żółtka. Luteina stanowiła średnio ponad 50% wszystkich karotenoidów żółtka (Tab. 2). Stwierdzono związek między wielkością (objętością) jaj a liczbą białych plam na bokach ciała samicy — samice mające więcej plam składały większe jaja, które zawierały więcej luteiny (Tab. 3, Fig. 1). Pozostałe zmienne opisujące jakość samicy nie wykazywały związku z wielkością jaj, czy zawartością karotenoidów. W przypadku samców tylko barwa kupra wykazywała związek z ilością zasobów umieszczanych przez samice w jaju: im kuper samca miał wyższą wartość barwy tym samice składały większe jaja oraz jaja o większej zawartości luteiny (Tab. 3, Fig. 2).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2013
• Tom: 48
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.253-261,fig.,ref.

Twórcy

autor

Zanollo V.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

autor

Griggio M.

• Department of Integrative Biology and Evolution, Konrad Lorenz Institute of Ethology, University of Veterinary Medicine Vienna, Savoyenstrasse 1a, A-1160 Vienna, Austria
• Department of Biology, University of Padova, via Ugo Bassi 58/B, 35131, Padova, Italy

autor

Myers S.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

autor

Robertson J.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

autor

Stangoulis J.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

autor

Guild G.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

autor

Kleindorfer S.

• School of Biological Sciences, Flinders University of South Australia, GPO Box 2100, Adelaide, SA 5001, Australia

Bibliografia

• Bertrand S., Alonso-Alvarez C., Devevey G., Faivre B., Prost J., Sorci G. 2006. Carotenoids modulate the trade-off between egg production and resistance to oxidative stress in Zebra Finches. Oecologia 147: 576-584.
• Biard C., Gil D., Karadas F., Saino N., Spottiswoode C. N., Surai P. F., Møller A. P. 2009. Maternal effects mediated by antioxidants and the evolution of carotenoid-based signals in birds. Am. Nat. 174: 696-708.
• Biard C., Surai P. F., Møller A. P. 2005. Effects of carotenoid availability during laying on reproduction in the blue tit. Oecologia 144: 32-44.
• Blount J. D., Houston D. C., Møller A. P. 2000. Why egg yolk is yellow. Trends Ecol. Evol. 15: 47-49.
• Blount J. D., Surai P. E., Nager R. G., Houston D. C., Møller A. P., Trewby M. L., Kennedy M. W. 2002. Carotenoids and egg quality in the lesser black-backed gull Larus fuscus: a supplemental feeding study of maternal effects. Proc. R. Soc. B. 1486: 29-36.
• Bolund E., Schielzeth H., Forstmeier W. 2009. Compensatory investment in zebra finches: females lay larger eggs when paired to sexually unattractive males. Proc. R. Soc. B. 276: 707-715.
• Burley N. 1986. Sexual selection for aesthetic traits in species with biparental care. Am. Nat. 127: 415-445.
• Burley N. 1988. The differential-allocation hypothesis: an experimental test. Am. Nat. 132: 611-628.
• Cassey P., Ewen J. G., Boulton R. L., Blackburn T. M., Møller A. P., Biard C., Olson V., Karadas F. 2005. Egg carotenoids in passerine birds introduced to New Zealand: relations to ecological factors, integument coloration and phylogeny. Funct. Ecol. 19: 719-726.
• Christians J. K. 2002. Avian egg size: variation within species and inflexibility within individuals. Biol. Rev. 77: 1-26.
• Crowhurst C. L., Zanollo V., Griggio M., Robertson J., Kleindorfer S. 2011. White flank spots signal feeding dominance in female diamond firetails, Stagonopleura guttata. Ethology 117: 1-13.
• Fitze P. S., Kolliker M., Richner H. 2003. Effects of common origin and common environment on nestling plumage coloration in the great tit (Partis major). Evolution 57: 144-150.
• Gil D., Graves J., Hazon N., Wells A. 1999. Male attractiveness and differential testosterone investment in zebra finch eggs. Science 286: 126-128.
• Giraudeau M., Duval C., Czirják G. A., Bretagnolle V. 2011. Maternal investment of female mallards is influenced by male carotenoid-based coloration. Proc. R. Soc. B. 278: 781-788.
• Gowaty P. A., Anderson W. W., Bluhm C. K., Drickamer L. C., Kim Y. K., Moore A. J. 2007. The hypothesis of reproductive compensation and its assumptions about mate preferences and offspring viability. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104: 15023-15027.
• Griggio M., Matessi G., Filastro A. 2003. Male rock sparrow (Petronia petronia) nest defence correlates with female badge size. Ethology 109: 659-669.
• Groothuis T. C. C., Muller W., Engelhardt N. V., Carere C., Eising C. 2005. Maternal hormones as a tool to adjust offspring phenotype in avian species. Neurosci. Biobehav. Rev. 9: 329-352.
• Hargitai R., Matus Z., Hegyi G., Michl G., Toth G., Torok J. 2006. Antioxidants in the egg yolk of a wild passerine: Differences between breeding seasons. Comp. Biochem. Physiol. B 143:145-152.
• Howe J., Tanumihardjo S. 2006. Evaluation of analytical methods for carotenoid extraction from biofortified maize (Zea mays sp.). J. Agrie. Food Chem. 54: 7992-7997.
• Isaksson C., Uller T., Andersson S. 2006. Parental effects on carotenoid-based plumage coloration in nestling great tits, Parus major. Behav. Ecol. Sociobiol. 60: 556-562.
• Johnsen A., Delhey K., Schlicht E., Peters A., Kempenaers B. 2005. Male sexual attractiveness and parental effort in blue tits: a test of the differential allocation hypothesis. Anim. Behav. 70: 877-888.
• Korsten P., Lessells C. M., Mateman A. C., van der Velde M., Komdeur J. 2006. Primary sex ratio adjustment to experimentally reduced male UV attractiveness in blue tits. Behav. Ecol. 17: 539-546.
• Loyau A., Lacroix, F. 2010. Watching sexy displays improves hatching success and offspring growth through maternal allocation. Proc. R. Soc. B. 277: 3453-3460.
• Mahr K, Griggio M., Granatiero M., Hoi H. 2012. Female attractiveness affects paternal investment: experimental evidence for male differential allocation in blue tits. Front. Zool. 9: 14.
• McGraw K. J., Adkins-Regan E., Parker R. S. 2005. Maternally derived carotenoid pigments affect offspring survival, sex ratio, and sexual attractiveness in a colourful songbird. Naturwissenschaften 92: 375-380.
• McGraw K. J., Ardia D. R. 2004. Immunoregulatory activity of different dietary carotenoids in male Zebra Finches. Chemoecology 14: 25-29.
• McGraw K. J., Schuetz J. G. 2004. The evolution of carotenoids colouration in estrildid finches: a biochemical analysis. Comp. Biochem. Physiol. B 139: 45-51.
• Møller A. P., Biard C., Blount J. D., Houston D. C., Ninni P., Saino N., Surai P. F. 2000. Carotenoid-dependent signals: indicators of foraging efficiency, immunocompetence or detoxification ability? Avian Poult. Biol. Rev. 11: 137-159.
• Montgomerie R. 2006. Analyzing Colors. In: Hill G. E., McGraw K. J. (eds). Bird coloration Vol. 1: Mechanisms and measurements. Harvard University Press, Cambridge, pp. 90-147.
• Mousseau T. A., Fox C. W. 1998. The adaptive significance of maternal effects. Trends Ecol. Evol. 13: 403-407.
• Narushin V. G. 2005. Egg geometry calculation using the measurements of length and breadth. Poult. Sci. 84: 482-484.
• Navara K. J., Badyaev A. V., Mendonca M. T., Hill G. E. 2006. Yolk antioxidants vary with male attractiveness and female condition in the house finch (Carpodacus mexicanus). Physiol. Biochem. Zool. 79: 1098-1105.
• Olson V. A., Owens I. P. F. 1998. Costly sexual signals: are carotenoids rare, risky or required? Trends Ecol. Evol. 13: 510-514.
• Pilz K. M., Smith H. G., Sandell M., Schwabl H. 2003. Interfemale variation in egg yolk androgen allocation in the European starling: Do high quality females invest more? Anim. Behav. 65: 841-850.
• Pryke S. R., Rollins L. A., Buttemer W. A., Griffith S. C. 2011. Maternal stress to partner quality is linked to adaptive offspring sex ratio adjustment. Behav. Ecol. 22: 717-722.
• Ratikainen I. I., Kokko H. 2010. Differential allocation and compensation: who deserves the silver spoon? Behav. Ecol. 21: 195-200.
• Remeš V., Matysioková B., Klejdus B. 2011. Egg yolk antioxidant deposition as a function of parental ornamentation, age, and environment in great tits Parus major. J. Avian Biol. 42: 387-396.
• Royle N. J., Surai P. F., Hartley I. R. 2003. The effect of variation in dietary intake on maternal deposition of antioxidants in zebra finch eggs. Funct. Ecol. 17: 472-481.
• Rubolini D., Romano M., Martinelli R., Leoni B., Saino N. 2006. Effects of prenatal yolk androgens on armaments and ornaments of the ring-necked pheasant. Behav. Ecol. Sociobiol. 59: 549-560.
• Safran R. J., Pilz K. M., McGraw K. J., Correa S. M., Schwabl H. 2008. Are yolk androgens and carotenoids in barn swallow eggs related to parental quality? Behav. Ecol. Sociobiol. 62: 427-438.
• Saino N., Bertacche V., Ferrari R. P., Martinelli R., Møller A. P., Stradi R. 2002. Carotenoid concentration in barn swallow eggs is influenced by laying order, maternal infection and paternal ornamentation. Proc. R. Soc. B. 269: 1729-1733.
• Schwabl H. 1993. Yolk is a source of maternal testosterone for developing birds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 11446-11450.
• Sheldon B. C. 2000. Differential allocation: tests, mechanisms and implications. Trends Ecol. Evol. 15: 397-402.
• Stirnemann I., Johnston G., Rich B., Robertson J., Kleindorfer K. 2009. Phytohaemagglutinin (PHA) response and bill- hue wavelength increase with carotenoid supplementation in Diamond Firetails (Stagonopleura guttata). Emu 109: 344-351.
• Surai P. F., Speake B. K., Sparks N. H. C. 2001a. Carotenoids in avian nutrition and embryonic development. I. Absorption, availability and levels in plasma and yolk. J. Poult. Sci. 38:1-27.
• Surai P. F., Speake B. K. Sparks N. H. C. 2001b. Carotenoids in avian nutrition and embryonic development. II. Antioxidant properties and discrimination in embryonic tissues. J. Poult. Sci. 38: 117-145.
• Szigeti B., Török J., Hegyi G., Rosivall B., Hargitai R., Szöllösi E., Michl G. 2007. Egg quality and parental ornamentation in the blue tit Parus caeruleus. J. Avian Biol. 38: 105-112.
• Török J., Hargitai R., Hegyi G., Matus Z., Michl G., Éczely P., Rosivall B., Tóth G. 2007. Carotenoids in the egg yolks of collared flycatchers (Ficedula albicollis) in relation to parental quality, environmental factors and laying order. Behav. Ecol. Sociobiol. 61: 541-550.
• Williams T. D. 1994. Intraspecific variation in egg size and egg composition in birds: effects on offspring fitness. Biol. Rev. 68: 35-59.
• Zanollo V., Griggio M., Robertson J., Kleindorfer S. 2012. The number and coloration of white flank spots predict the strength of a cutaneous immune response in female Diamond Firetails, Stagonopleura guttata. J. Ornithol. 153: 1233-1244.
• Zanollo V., Griggio M., Robertson J., Kleindorfer S. 2013. Males with a faster courtship display have more white spots and higher pairing success in the Diamond Firetails, Stagonopleura guttata. Ethology 119: 344-352.