An exploration of ecological processes underlying fitness differences in colour polymorphic tawny owl
Perrault, Charlotte (2025-01-31)
An exploration of ecological processes underlying fitness differences in colour polymorphic tawny owl
Perrault, Charlotte
(31.01.2025)
Turun yliopisto
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-02-0039-8
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-02-0039-8
Tiivistelmä
Climate change affects temperature and landscapes, especially in northern latitudes where heavy winters are becoming less common. Changes in the environment can strongly affect animals locally adapted to their habitat. Camouflage and insulation play a key role in the survival of many animals. For predators, changes in camouflage abilities due to environmental changes can affect the probability of being detected by prey species, thereby affecting hunting success and predator-prey interactions. The tawny owl, Strix aluco, displays two genetically determined colour morphs, the grey and the brown morph, with some variation in the degree of pigmentation of pheomelanin in their plumage. Grey morphs have higher survival rates than brown morphs in snowy winters and are known to be more cryptic in snowy landscapes. In this thesis, I used experimental approaches to study camouflage effects on the behaviour of predators and prey. I investigated local adaptation by comparing phenotypic traits with genetic data. I first studied tawny owls' camouflage behaviour and space use in a novel environment. Neither morph showed evidence of background matching when using behavioural tests in controlled conditions. However, brown, tawny owls often perched in the exposed area, indicating boldness. Then, I assessed the significance of camouflage under variable environmental conditions by quantifying passerines’ mobbing behaviour against stuffed owls during four different environmental conditions. The detection probability by potential prey never differs between the two morphs. However, the grey morph had a higher probability of being mobbed in the absence of snow cover than the brown morph and the mobbing probability was reversed in the presence of snow cover. Finally, I measured feather insulation capacities in nine different tawny owls’ populations in Europe. The results showed only population differences in insulation capacities but no morph differences. Therefore, The two colour morphs experience differential benefits across snow conditions, which may help maintain colour morphs in the population, although further warming of winter climate is expected to shift tawny owls’ population dynamics in northern latitudes. ----
lmastonmuutos vaikuttaa lämpötilaan ja ympäristöön erityisesti pohjoisilla leveysasteilla, missä ankarat talvet ovat käymässä harvinaisemmiksi. Ympäristön muutokset voivat vaikuttaa voimakkaasti eläimiin, jotka ovat sopeutuneet paikalliseen elinympäristöönsä. Suojaväri ja lämmönsäätely ovat keskeisiä tekijöitä monien eläinten selviytymisessä. Petoeläimille kyky vaihtaa suojaväriä ympäristön muutosten vuoksi voi vaikuttaa todennäköisyyteen, että saalislajit havaitsevat ne, ja siten myös saalistuksen onnistumiseen ja peto-saalissuhteisiin. Lehtopöllöllä (Strix aluco) on kaksi geneettisesti määräytyvää värimuotoa: harmaa ja ruskea muoto, joiden höyhenpeitteen feomelaniinin pigmentaation aste vaihtelee jonkin verran. Harmaalla muodolla on korkeampi eloonjäämisaste kuin ruskealla muodolla lumisina talvina, ja harmaan tiedetään maastoutuvan paremmin lumisiin maisemiiin. Tässä väitöskirjassa käytin kokeellisia menetelmiä tutkiakseni suojavärin vaikutuksia sekä petojen että niiden saaliiden käyttäytymiseen, ja tutkin paikallista sopeutumista vertailemalla fenotyyppisiä piirteitä geneettisiin tietoihin. Ensiksi tutkin lehtopöllöjen suojavärikäyttäytymistä ja tilankäyttöä uudessa ympäristössä. Käyttäytymiskokeiden kontrolloiduissa olosuhteissa kummallakaan muodolla ei ilmennyt sulautumista taustaan. Ruskeat lehtopöllöt olivat kuitenkin usein asettuneet avoimemmille alueille, mikä viittaa rohkeuteen. Tämän jälkeen arvioin suojavärin merkitystä vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa kvantifioimalla varpuslintujen häirintäkäyttäytymistä täytettyjä pöllöjä kohtaan neljässä eri ympäristöolosuhteessa. Saalislajien havaintotodennäköisyys ei eronnut värimuotojen välillä. Harmaalla muodolla oli kuitenkin suurempi todennäköisyys joutua häirityksi ilman lumipeitettä verrattuna ruskeaan muotoon, ja häirintätodennäköisyys oli päinvastainen lumipeitteen läsnäollessa molemmilla värimuodoilla. Lopuksi mittasin höyhenten eristyskykyä yhdeksässä lehtopöllöpopulaatiossa eri puolilla Eurooppaa. Tulokset osoittivat vain populaatioiden välisiä eroja eristyskyvyssä, mutta eivät eroja värimuotojen välillä. Näin ollen molemmat värimuodot hyötyvät eri tavoin lumisista olosuhteista, mikä saattaa auttaa ylläpitämään värimuotoja populaatiossa, vaikka talvien lämpenemisen odotetaan vaikuttavan lehtopöllöjen populaatiodynamiikkaan pohjoisilla leveysasteilla. ----
Le changement climatique entraine une augmentation de la température et une modification des paysages, notamment dans les latitudes nordiques où les hivers rigoureux deviennent moins fréquents. Les changements environnementaux influencent les animaux localement adaptés à leur habitat. Le camouflage et l'isolation thermique jouent un rôle clé dans la survie de nombreux animaux. Pour les prédateurs, les capacités de camouflage peuvent affecter la probabilité d'être détectés par leurs proies potentielles, et ainsi influencer le succès de prédation et les interactions prédateur-proie. La chouette hulotte (Strix aluco) possède deux morphes : le gris et le brun, génétiquement déterminés par le degré de pigmentation de la phéomélanine dans leur plumage. Le morphe gris a un taux de survie plus élevé que le morphe brun lorsque la quantité de neige est importante et est plus cryptique dans les paysages enneigés. Dans cette thèse, j'ai utilisé des approches expérimentales pour étudier les effets du camouflage sur le comportement des prédateurs et de leurs proies, et j'ai examiné les adaptations environnementales en comparant des traits phénotypiques avec des données génétiques. J'ai d'abord étudié le comportement de camouflage des hulottes et leur utilisation de l'espace dans un nouvel environnement. Lors de mes tests comportementaux en conditions contrôlées, aucun des morphes n'a choisi de se poser sur le perchoir lui permettant d’être camouflé. Cependant, les chouettes brunes se posaient plus souvent dans des zones exposées, indiquant une différence de courage entre les deux morphes. Ensuite, j'ai évalué l'importance du camouflage en quantifiant le comportement anti-prédateur des passereaux sur des chouettes empaillés dans des conditions environnementales différentes. La probabilité de détection par les passereaux était la même chez les deux morphes. Cependant, le morphe gris avait une probabilité plus élevée d'être agressé en l'absence de neige, par rapport au morphe brun, et la probabilité d'agression était inversée en présence de neige. Enfin, j'ai mesuré les capacités d'isolation thermique des plumes dans neuf populations de hulottes en Europe. Les résultats ont montré des différences entre les populations en termes de capacités d'isolation, mais aucune différence entre les morphes. Les deux morphes de couleur bénéficient donc différemment des conditions neigeuses, ce qui peut aider à maintenir les morphes de couleur dans la population, bien que le réchauffement futur du climat hivernal devrait modifier la dynamique des populations de hulottes dans les latitudes nordiques.
lmastonmuutos vaikuttaa lämpötilaan ja ympäristöön erityisesti pohjoisilla leveysasteilla, missä ankarat talvet ovat käymässä harvinaisemmiksi. Ympäristön muutokset voivat vaikuttaa voimakkaasti eläimiin, jotka ovat sopeutuneet paikalliseen elinympäristöönsä. Suojaväri ja lämmönsäätely ovat keskeisiä tekijöitä monien eläinten selviytymisessä. Petoeläimille kyky vaihtaa suojaväriä ympäristön muutosten vuoksi voi vaikuttaa todennäköisyyteen, että saalislajit havaitsevat ne, ja siten myös saalistuksen onnistumiseen ja peto-saalissuhteisiin. Lehtopöllöllä (Strix aluco) on kaksi geneettisesti määräytyvää värimuotoa: harmaa ja ruskea muoto, joiden höyhenpeitteen feomelaniinin pigmentaation aste vaihtelee jonkin verran. Harmaalla muodolla on korkeampi eloonjäämisaste kuin ruskealla muodolla lumisina talvina, ja harmaan tiedetään maastoutuvan paremmin lumisiin maisemiiin. Tässä väitöskirjassa käytin kokeellisia menetelmiä tutkiakseni suojavärin vaikutuksia sekä petojen että niiden saaliiden käyttäytymiseen, ja tutkin paikallista sopeutumista vertailemalla fenotyyppisiä piirteitä geneettisiin tietoihin. Ensiksi tutkin lehtopöllöjen suojavärikäyttäytymistä ja tilankäyttöä uudessa ympäristössä. Käyttäytymiskokeiden kontrolloiduissa olosuhteissa kummallakaan muodolla ei ilmennyt sulautumista taustaan. Ruskeat lehtopöllöt olivat kuitenkin usein asettuneet avoimemmille alueille, mikä viittaa rohkeuteen. Tämän jälkeen arvioin suojavärin merkitystä vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa kvantifioimalla varpuslintujen häirintäkäyttäytymistä täytettyjä pöllöjä kohtaan neljässä eri ympäristöolosuhteessa. Saalislajien havaintotodennäköisyys ei eronnut värimuotojen välillä. Harmaalla muodolla oli kuitenkin suurempi todennäköisyys joutua häirityksi ilman lumipeitettä verrattuna ruskeaan muotoon, ja häirintätodennäköisyys oli päinvastainen lumipeitteen läsnäollessa molemmilla värimuodoilla. Lopuksi mittasin höyhenten eristyskykyä yhdeksässä lehtopöllöpopulaatiossa eri puolilla Eurooppaa. Tulokset osoittivat vain populaatioiden välisiä eroja eristyskyvyssä, mutta eivät eroja värimuotojen välillä. Näin ollen molemmat värimuodot hyötyvät eri tavoin lumisista olosuhteista, mikä saattaa auttaa ylläpitämään värimuotoja populaatiossa, vaikka talvien lämpenemisen odotetaan vaikuttavan lehtopöllöjen populaatiodynamiikkaan pohjoisilla leveysasteilla.
Le changement climatique entraine une augmentation de la température et une modification des paysages, notamment dans les latitudes nordiques où les hivers rigoureux deviennent moins fréquents. Les changements environnementaux influencent les animaux localement adaptés à leur habitat. Le camouflage et l'isolation thermique jouent un rôle clé dans la survie de nombreux animaux. Pour les prédateurs, les capacités de camouflage peuvent affecter la probabilité d'être détectés par leurs proies potentielles, et ainsi influencer le succès de prédation et les interactions prédateur-proie. La chouette hulotte (Strix aluco) possède deux morphes : le gris et le brun, génétiquement déterminés par le degré de pigmentation de la phéomélanine dans leur plumage. Le morphe gris a un taux de survie plus élevé que le morphe brun lorsque la quantité de neige est importante et est plus cryptique dans les paysages enneigés. Dans cette thèse, j'ai utilisé des approches expérimentales pour étudier les effets du camouflage sur le comportement des prédateurs et de leurs proies, et j'ai examiné les adaptations environnementales en comparant des traits phénotypiques avec des données génétiques. J'ai d'abord étudié le comportement de camouflage des hulottes et leur utilisation de l'espace dans un nouvel environnement. Lors de mes tests comportementaux en conditions contrôlées, aucun des morphes n'a choisi de se poser sur le perchoir lui permettant d’être camouflé. Cependant, les chouettes brunes se posaient plus souvent dans des zones exposées, indiquant une différence de courage entre les deux morphes. Ensuite, j'ai évalué l'importance du camouflage en quantifiant le comportement anti-prédateur des passereaux sur des chouettes empaillés dans des conditions environnementales différentes. La probabilité de détection par les passereaux était la même chez les deux morphes. Cependant, le morphe gris avait une probabilité plus élevée d'être agressé en l'absence de neige, par rapport au morphe brun, et la probabilité d'agression était inversée en présence de neige. Enfin, j'ai mesuré les capacités d'isolation thermique des plumes dans neuf populations de hulottes en Europe. Les résultats ont montré des différences entre les populations en termes de capacités d'isolation, mais aucune différence entre les morphes. Les deux morphes de couleur bénéficient donc différemment des conditions neigeuses, ce qui peut aider à maintenir les morphes de couleur dans la population, bien que le réchauffement futur du climat hivernal devrait modifier la dynamique des populations de hulottes dans les latitudes nordiques.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [2860]