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Type: Dissertação
Title: Sexual selection in the neotropical treefrog Scinax crospedospilus (Anura, Hylidae): integrating testes, calls and social interactions
Author: Aguiar, Pedro Lopes
First Advisor: Nali, Renato Christensen
Referee Member: Lingnau, Rodrigo
Referee Member: Toledo, Luís Felipe
Resumo: A seleção sexual é classicamente conhecida por moldar características pré-copulatórias, como ornamentos e armamentos, para aumentar as chances de acasalamento. Entretanto, nas últimas décadas, passou a haver consenso de que, quando as fêmeas acasalam com vários machos, os espermatozoides podem competir para fertilizar os ovócitos, e dessa forma, as características espermáticas vantajosas também devem estar sob seleção (seleção sexual pós-copulatória). As características pré- e pós-copulatórias podem covariar em duas direções diferentes. A teoria da competição espermática prevê um tradeoff fundamental (correlação negativa) entre as características pré- e pós-copulatórias quando os recursos são limitados. Já a hipótese de fertilidade ligada ao fenótipo prevê uma correlação positiva, em que as fêmeas podem acessar o status de fertilidade dos machos através de características fenotípicas exageradas. Os anfíbios anuros são bem conhecidos por seu comportamento de vocalização, embora ainda faltem detalhes sobre o contexto social da emissão dos cantos, e novos estudos tem sido realizados no que diz respeito a características pós-copulatórias, como características de ejaculação. Neste trabalho, usamos a espécie de anuro Scinax crospedospilus (Anura: Hylidae) como modelo para testar, pela primeira vez em anfíbios, possíveis inter-relações entre características de vocalização e características de espermatozoides e testículos. Foram analisados cantos gravados em campo (Jardim Botânico da Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil) e o número de espermatozoides, a morfologia espermática e a massa dos testículos de machos coletados foram medidos em laboratório. Além disso, fizemos gravações em vídeo e áudio, e observações diretas em campo, para estudar as interações sociais dos indivíduos, bem como a fidelidade do sítio às bromélias em uma abordagem de marcação-recaptura. De acordo com a hipótese de trade-off, descobrimos que o comprimento da cabeça e da cauda do espermatozoide correlacionam-se negativamente com a duração da nota e a frequência dominante da segunda banda, respectivamente. Corroborando a hipótese da fertilidade ligada ao fenótipo, o comprimento da cauda do espermatozoide, o comprimento total do espermatozoide e o número de espermatozoides correlacionaram-se positivamente com a taxa de repetição do canto e o comprimento da cabeça do espermatozoide correlacionou-se negativamente com a frequência dominante da primeira banda; ou seja, machos investiram igualmente em dois tipos de características que são vantajosas ao mesmo tempo. Descrevemos, pela primeira vez, o canto de encontro da espécie, e também as interações entre machos, que incluem perseguição e quatro tipos de sinais visuais. Os indivíduos mostraram algum grau de fidelidade a bromélias, utilizadas como refúgio e sítio de vocalização. Este é o primeiro estudo demonstrando covariações entre vocalização e características de ejaculação em anuros, e destacamos a importância de incorporar o tamanho de partes do espermatozoide no contexto da seleção sexual pós-copulatória, a fim de entender a oportunidade total de seleção sexual nos animais. Em relação ao comportamento reprodutivo, nossos resultados ampliam o repertório de comunicação bimodal para Scinax crospedospilus muito tempo após sua descrição, o que irá contribuir para futuros estudos experimentais sobre seleção sexual em anuros, especialmente dentro do gênero Scinax, em que estudos de comportamento social são escassos.
Abstract: Sexual selection is classically known to act on premating traits such as ornaments and armaments to increase mating success. In the last decades, however, the consensus is that, when females mate with multiple males, sperm can compete to fertilize the ova, so much so that advantageous characteristics of ejaculates should be also under selection (postmating sexual selection). Pre- and postmating traits should covary in two different directions. The theory of sperm competition predicts a fundamental trade-off (negative correlation) between pre- and postmating traits when resources are limited. In another direction, the phenotype-linked fertility hypothesis predicts a positive correlation in which females may access male fertility status through exaggerated phenotypic traits. Frogs are well known for their calling behaviour, although details on the social context of emission are still lacking, and new studies have investigated postmating traits such as ejaculate characteristics. We used the treefrog Scinax crospedospilus (Anura: Hylidae) as a model to test possible relationships between call traits vs. sperm and testes traits for the first time in amphibians. We analyzed calls recorded in the field (Botanical Garden of the Universidade Federal de Juiz de Fora, Brazil) and sperm number, morphology and testes mass of collected males in the lab. In addition, we made video and audio recordings and direct observations in the field to study the social interactions of individuals, as well as site fidelity to bromeliads in a mark-recapture approach. According to the trade-off hypothesis, we found that sperm head length and sperm tail length traded off against note duration and second band dominant frequency, respectively. According to the phenotypelinked fertility hypothesis, we found that sperm tail length, sperm total length and sperm number correlated positively with call rate and that sperm head length correlated negatively with first band dominant frequency, i.e., males invested equally in two types of traits that are advantageous at the same time. We described for the first time the species’ encounter call, and male-male interactions that include chasing and four types of visual signals. Individuals showed some degree of site fidelity in bromeliads, which they might use as a refuge and calling site. This is the first study to show covariations between vocalization and ejaculate characteristics in frogs, and we highlight the importance to incorporate sperm size in the context of postmating sexual selection to understand the total opportunity for sexual selection in animals. Regarding the reproductive behaviour of Scinax crospedospilus, our results expand the communication repertoire for the species long after its description and should contribute for future experimental studies on sexual selection in frogs, especially within the Scinax genus, in which studies of social behaviour are sorely needed.
Keywords: Anuros
Hylidae
Neotrópico
Comunicação acústica
Características espermáticas
Anurans
Hylidae
Neotropics
Acoustic communication
Ejaculate traits
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Program: Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza
Access Type: Acesso Embargado
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15204
Issue Date: 29-Nov-2022
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