Yolk androstenedione, but not testosterone, predicts offspring fate and reflects parental quality

Yolk androgen deposition is a widely investigated maternal effect in birds, but its adaptive value is at present unclear. The offspring fitness correlates of natural yolk androgen levels are virtually unknown, whereas manipulations largely focused on testosterone and neglected other androgens. We determined yolk concentrations of the 2 dominant androgens, androstenedione and testosterone, from all eggs in collared flycatcher clutches and followed the fate of individual offspring from these eggs in a crossfostering experiment. Yolk concentration of androstenedione was much higher than that of testosterone. Offspring from eggs with relatively higher androstenedione concentrations within a clutch were relatively large after hatching, grew slower thereafter, and had a higher recruitment rate in subsequent years. The increase of androstenedione with laying order and its within-clutch variance were negatively correlated with a condition-dependent female ornament, perhaps indicating compensatory hormone deposition into later hatching eggs by females in low condition. Yolk testosterone variation within or among clutches was not related to any measured aspect of offspring or parental quality. Our results suggest that in some species, especially those with much more androstenedione than testosterone in the yolk, androstenedione and not testosterone may be the yolk androgen with a long-term function and adaptive deposition pattern.</p

Egy összetett szignalizációs mechanizmus: a madárének lokális, regionális és evolúciós mintázatai = Bird song as a multiple functioning sexual signal: patterns on individual, population and regional levels

Tervezett vizsgálataink célja egy komplex, ivarilag szelekctált szignál, a madárének funkcionális kapcsolatrendszereinek felderítése volt. Különböző szinteken, egyedektől a poulációs szinten keresztül a fajok közötti kapcsolatokig vizsgáltuk a szignál információ tartalmát és annak szerepét az ivari kiválasztódás és a természetes szelekció folyamatában. Terepi vizsgálataink bizonyították, hogy az ének különböző paraméterei az egyedi minőség más és más komponensét (parazitáltság, kor, stressz-tolerancia, személyiség) jelzik. Kimutattuk továbbá az ének szerepét a hím-hím versengésben valamint a hölgyválasz mechanizmusában. Populációs szintű vizsgálatainkban szimpatrikusan és allopatrikusan élő légykapók énekszegregációját elemeztuk az együttélés időskáláját is figyelembe véve. Modern komparatív analízisekkel interspecifikus kapcsolatot tártunk fel az ének összetettsége és az agyméret közötti, míg heterospecifikus vokális mimikri evolúcióját is vizsgáltuk. A kutatás során egy általunk először alkalmazott repertoárméret-becslő módszer fejlesztését is folytattuk egy nemzetközi kooperáció keretén belül. Eredményeinket nemzetközileg elismert folyoíratokban publikáltiuk. | The aim of the planned research was to investigate the functional relationships of a complex, sexually selected trait, namely bird song. We studied the information content of the signal, and its roles in sexual and natural selection by focusing on three organizational levels, such as individuals, populations and species. Our field research with the collared flycatcher (Ficedula albicollis) proved that different characteristics of the song signal different aspects of male quality (parasite load, age, stress-tolerance and personality). We also found that the song plays role in male-male competition and female choice. Comparisons of sympatric and allopatric populations of flycatchers in Europe revealed evidence for the segregation of song depending on the duration of the evolutionary contact. By using modern comparative methods, we failed to demonstrate an interspecific relationship between bird song and speciation, but discovered that the complexity of songs is evolutionary related to brain dimorphism between sexes. We also demonstrated some evolutionary patterns in association with heterospecific vocal mimicry. During this research, we developed a new method for estimating repertoire size. Our results have been published in the leading journals of the field

Döntési mechanizmusok a madarak viselkedésökológiájában: anyai eredetű biomolekulák környezetfüggő átvitele a petesejtbe = Decision marking in behaviour ecology of birds: maternal preference

Az öröklött tulajdonságok mellett az utódok rátermettségét a korai környezeti (anyai) hatások jelentősen módosíthatják. Madaraknál vizsgáltuk, hogy a tojó által a tojásba juttatott anyagok (ivari hormonok, vitaminok, karotinoidok, immunanyagok) hogyan segítik a fiókák fejlődését ill. az anyagok allokációs mintázatát milyen (proximális és ultimális) változók magyarázhatják. Megállapítottuk, hogy az örvös légykapónál a tojásméretet a környezeti tényezők és a tojó minősége, a tojás IgG-szintjét a tojó minősége prediktálta. A karotinoidok, az E- és A-vitamin, valamint a biliverdin (tojáshéj pigment) deponálása a tojó párjának korától függött. Kompenzációs mechanizmusra utal, hogy a tapasztalatlan fiatal hímek fészekaljaiban a tojók növelték a tesztoszteront és az antioxidánsokat. Kísérletesen bizonyítottuk, hogy a tesztoszteron depozíciójára hat, a karotinoidok és az IgG depozíciójára viszont nem hat a szociális környezet változása. Az örvös légykapó tojások biopsziás vizsgálataiból és japánfürj tojások hormonkoncentrációjának kísérletes megemeléséből arra következtethetünk, hogy a tojásokban lévő androgének (T, A4, DHT) rövid távon eltérően hatnak az utódok rátermettségére. A kék cinegéknél pozitív kapcsolatot találtunk a hímek egy ivari szignálja (fejtető UV visszaverése) és a tojások becsült karotinoidmennyisége között. Végül a széncinege többszörös ivari szignalizációját elemezve rámutattunk a szignalizáció és az anyai hatások környezetfüggőségére. | In addition to genetic effects, the fitness of offspring is considerably modified by early environmental (maternal) effects. We examined how egg constituents deposited by the female (sexual hormones, vitamins, carotenoids, immune mediators) help offspring development and what proximate and ultimate factors may explain the allocation pattern of these substances. In the collared flycatcher we found that egg size was predicted by environmental factors and female quality, while IgG level by the quality of the female. The deposition of carotenoids, biliverdin, vitamins A and E depended on the characteristics of the female's mate. Consistent with a compensation mechanism, females increased the concentration of egg testosterone and antioxidants in clutches laid for inexperienced young males. We experimentally demonstrated that changing social environment modifies the deposition of testosterone but not that of carotene metabolites and IgG. By conducting biopsy studies of collared flycatcher eggs and experimentally elevating sex steroid levels in Japanese quail eggs, we found that different androgens in the egg (T, A4, DHT) have different short term effects on offspring fitness. In blue tits, we found a positive relationship between a sexual signal of males (crown UV reflectance) and the estimated carotenoid levels of eggs. Finally, analyses of multiple sexual signals in great tits indicated the environment-dependence of signalization and maternal effects

Sources of variation in haematocrit in the Collared Flycatcher (Ficedula albicollis)

The haematocrit rate of the blood shows the individual physiological state. As the haematocrit grows, the higher erythrocyte number results in more efficient oxygen uptake capacity which can lead to better performance and probably a better survival rate of an individual. Hence we assume that the high value of haematocrit reflects good health state. Altogether 308 blood samples were collected from a wild population of Collared Flycatchers (Ficedula albicollis) in two breeding stages during a period of 2008–2010. We tried to elucidate the relationship between condition and haematocrit level of an individual and studied the haematocrit changes of an individual between years. The haematocrit values differed between years. Females had higher haematocrit values than males in 2010 but not in 2009. At courtship the haematocrit level of males was higher, than during nestling care. The different environmental effects and energy demands of the individuals may be the driving force behind the observed changes in haematocrit level. Analysing the changes between two years, there was a positive correlation between changes in condition index and haematocrit of individuals. The haematocrit values of an individual were repeatable between years. This finding suggests that haematocrit can be informative about the individual’s general health state

Digit ratio predicts the number of lifetime recruits in female collared flycatchers

The early environment in which an organism grows can have long-lasting impacts on both its phenotype and fitness. However, assessing this environment comprehensively is a formidable task. The relative length of the second to the fourth digit (2D: 4D) is a broadly studied skeletal trait that is fixed for life during ontogeny. 2D: 4D has been shown to indicate various early effects including the perinatal steroid milieu in both humans and non-human animals. However, the fitness relevance of the early effects indicated by 2D : 4D remains unknown. Here, we investigated hindlimb 2D : 4D and measures of lifetime performance in wild collared flycatcher (Ficedula albicollis) females. We found that females with higher 2D: 4D had a greater number of recruiting offspring to the breeding population. This was the case despite the fact that such females did not lay more eggs or breed more frequently during their reproductive life. Our results support the suggestion that 2D : 4D, known to be a retrospective marker of perinatal development, positively associates with female quality in the collared flycatcherPeer reviewe