An examination of the reproduction-flight syndrome in the Texas field cricket, «Gryllus texensis»

• Main Author: Guerra, Patrick
• Other Authors: Gerald Pollack (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2010
• Subjects: Biology - Zoology
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=86765

In flying insects, migration by flight and reproduction commonly trade-off as each are energetically costly activities. This trade-off is found among wing dimorphic species, where a long-winged (LW) morph can fly and invests in flight-capability at the cost of reproduction, while a short-winged (SW) morph cannot fly but has greater reproductive output. In a meta-analysis of the literature on wing dimorphic insects, I found that the trade-off was evident in females, where LW females typically have delayed ovarian development and reduced fecundity, relative to SW females. In contrast, less work has been done with males, and it was unclear if the trade-off occurs in males. === To determine whether or not a trade-off occurs in males, I compared the male flight-morphs in the wing dimorphic cricket, Gryllus texensis, in two behaviours that can greatly influence male reproductive success: courtship and aggression. I found that LW males had a lower probability of courting a female and of fighting a rival relative to SW males. Once LW males could no longer fly through the histolysis of their flight-muscles, I found that they had a similar probability of courting females as SW males, and that they were more aggressive than LW males who could still fly. I also compared the sizes of the mandibles of the male flight-morphs. Mandibles can be used in aggressive displays and as weapons, and previous work has shown that males with larger mandibles are more likely to win fights. I found that in addition to being more aggressive than LW males in encounters with rivals, SW males had significantly larger mandibles for their body size than LW males. === In previous studies, animals were not flown, hence the role of flight-capability on the trade-off, and not flight itself, was investigated. I found that flight had a profound effect on the trade-off in both sexes in G. texensis. After flight, the ovary development of LW females was similar to that of SW females and greater than LW females who did not fly. Flown LW males had a greater probability of courting females, and were more aggressive than LW males who did not fly under certain contexts. === My results suggest that the trade-off may have been previously overestimated in wing dimorphic insects, as animals were not flown in previous studies. Moreover, wing dimorphism might reflect a reproduction-flight syndrome, where members of the different flight-morphs possess alternative strategies with respect to reproduction and aggression. Here, flight initiates reproductive investment in LW males and females. Less mobile SW males appear to have behavioural and morphological adaptations to better compete in variable habitats where resources can be limited. === Chez les insectes volants, la migration et la reproduction sont souvent vues comme étant des activités énergétiquement coûteuses et dans lesquelles le choix d'apport énergétique varie dans un sens ou dans l'autre. Ce compromis énergétique est observé pour les insectes ayant une variation morphologique des ailes. D'un côté, une morphologie avec de longues ailes (LA) permet à l'insecte de voler et ainsi y investir plus d'énergie au détriment de celle investie pour la reproduction. D'un autre côté, une morphologie avec de courtes ailes (CA) éliminant la possibilité de vol permet une concentration de l'apport d'énergie dans la reproduction. Dans une méta-analyse de la littérature, j'ai trouvé que ce compromis énergétique était évident pour les femelles. Les femelles LA ont un développement ovarien retardé causant une réduction de la fécondité contrairement aux femelles CA. En contrepartie, moins d'études furent faites concernant les males laissant obscure l'application de concept pour ceux-ci. === Pour évaluer le possible compromis énergétique chez les males, j'ai comparé la morphologie de grillons males aux ailes dimorphiques, Gryllus texensis, pour deux comportements pouvant grandement influencer le succès de reproduction des males: la capacité à faire la cour et l'agressivité. J'ai trouvé que les males LA ont une probabilité moins élevée de faire la cour aux femelles ainsi que de combattre un adversaire, relativement aux males CA. Lorsque les males LA ne peuvent plus voler étant donné l'histolyse de leurs muscles de vols, ils ont une probabilité de faire la cour aux femelles semblable à celle des males CA. De plus, ils devenaient plus agressifs que les males pouvant toujours voler. J'ai aussi comparé la grosseur des mandibules de males ayant la morphologie pour voler. Les mandibules pouvant être utilisées lors de manifestations agressives ou comme armes. Des études précédentes ont montré que les males avec de plus grosses mandibules étaient plus sujet à gagner un combat. En plus d'être plus agressif que les males LA, j'ai trouvé que les males CA avaient des mandibules significativement plus grosses comparativement à leur grosseur corporelle que les males LA. === Dans les études précédentes, les insectes n'ont pas eu la possibilité de voler, ainsi le rôle de la capacité à voler dans le compromis énergétique a été évalué et non l'effet du vol comme tel. Après un vol, j'ai observé que le développement des ovaires des femelles LA était semblable à celui des femelles CA, mais plus développé que pour les femelles LA n'ayant pas volées précédemment. Les males LA ayant volés avaient une plus grande probabilité de faire la cour aux femelles et étaient plus agressifs (dans des situations précises) que des males LA n'ayant pas volés précédemment. === Mes résultats suggèrent que le compromis énergétique existant chez les insectes ayant les ailes dimorphiques a pu être surestimé dans les études précédentes. Cependant, le dimorphisme des ailes pourrait refléter un syndrome de reproduction-habilité de vol, où les membres de différentes morphologies d'ailes possèderaient certaines stratégies alternatives. Dans le cas présent, le vol déclencherait l'investissement d'énergie pour la reproduction chez les males et femelles LA. Les males CA moins mobiles paraissent avoir un comportement et une morphologie mieux adaptée pour compétitionner dans des habitats variables où les ressources peuvent être limitées.