Parental care in a beetle species: Roles and investments
| dc.contributor.advisor | Barta, Zoltán | |
| dc.contributor.author | Lévai-Kiss, Johanna | |
| dc.contributor.authorvariant | Kiss, Johanna | |
| dc.contributor.department | Juhász-Nagy Pál doktori iskola | hu |
| dc.contributor.submitterdep | Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Biológiai és Ökológiai Intézet::Evolúciós Állattani és Humánbiológiai Tanszék | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-25T06:05:45Z | |
| dc.date.available | 2023-09-25T06:05:45Z | |
| dc.date.created | 2023 | |
| dc.date.defended | 2023-12-14 | |
| dc.description.abstract | Az utódgondozó viselkedésformák diverzitásának megértése érdekes betekintést nyújthat az utódgondozás evolúciójába. Továbbá, az utódgondozást potenciálisan alakító ökológiai, szociális és evolúciós tényezők feltárása hozzájárulhat az evolúciót mozgató, mögöttes mechanizmusok megértéséhez. Törekedve arra, hogy a kétszülős utódgondozásról, valamint az azt formáló különböző faktorokról átfogóbb képet kaphassunk bogarak esetében, doktori képzésem során egy több szempontból is unikális bogárfaj, a nagyfejű csajkó (Lethrus apterus) szaporodási és utódgondozási rendszerét vizsgáltam. Terepi megfigyeléseket, kísérleteket 3 helyszínen végeztük, Debrecen, Dorogháza, Ózd-Susa települések mellett. Terepi megfigyeléseink elsődleges célja volt, hogy tisztázzuk a szülők szerepeit az utódgondozás során, illetve tisztázzuk hogy egyes szülők hogyan járulnak hozzá az utódok túléléséhez, reprodukciós sikerhez. Ehhez a hímek és nőstények mozgásmintázatának és aktivitásának összehasonlítását végeztük el talajcsapdázást alkalmazva, valamint kamerák segítségével rögzítettük az egyedek felszíni viselkedését a fészkeknél. A hímek hatását a reproduktív sikerre hím eltávolításos kísérlettel kívántuk felmérni, valamint a fészkek reprodukciós sikerének becslésére a vizsgált fészkeket kiástuk, meghatároztuk az utódszámot, valamit a sikertelen reprodukciós események számát az üres kamrabölcsők számának alapján. Másodsorban, a hímeknél megfigyelt 3 morfotípussal (kicsi, közepes, nagy) kapcsolatban feltételeztük, hogy a különböző morfotípusok eltérő párzási taktikákat alkalmaznak, hiszen a párzási lehetőségekért zajló versenyben eltérő esélyekkel és lehetőségekkel vesznek részt. Ez feltehetően a területhasználatukban és mozgás mintázatukban, illetve az ezekben észlelhető különbségekben is tükröződik. Ennek vizsgálatára fogás-jelölés-visszafogás módszert alkalmaztunk. Harmadsorban, az ivarok szaporodásban betöltött szerepét vizsgálva felkeltette érdeklődésünket a reproduktív befektetés és az önfenntartás, azaz az immunitás közötti kapcsolat. Pontosabban, az immunkapacitás, a reproduktív befektetések, az ivar, a testméret, parazita terhelés és a szezonalitás közötti bonyolult kapcsolatrendszert vizsgáltuk, különböző testméretű nőstényeken és hímeken végzett enkapszulációs tesztek és a hemolimfa baktérium növekedésgátló kapacitásának meghatározásával, valamint a reproduktív szövetek mérése révén. Ez a vizsgálat a szaporodási időszak mind korai, mind késői szakaszára egyaránt kiterjedt. Eredményeink alapján az ivarok között szigorú feladatspecializáció van jelen az utódgondozás során, a nőstények elsődlegesen a lárvák táplálékának összegyűjtésében, feldolgozásában és elhelyezésében játszanak szerepet, ez tükröződik a nőstények kis területen, nagy frekvenciával történő mozgásában. A hímek fő feladata az aktív párkeresésen felül a fészek őrzése a behatolókkal szemben, ennek megfelelően nagy távolságokat tesznek meg és kis frekvenciával mozognak. Továbbá, a hímek igen gyakran cserélődtek a fészkeknél, ami alapján a nőstények többször és különböző hímekkel párzanak a szaporodási szezon során; feltehetőleg szekvenális poligínia a nagyfejű csajkóra jellemző szaporodási rendszer. Morfotípusok területhasználatának, mozgásmintázatának összevetésekor különbséget találtunk a változatok között: A kis hímek lokalizáltabb mozgása, illetve a két megfogás között általuk megtett távolságok csökkenő tendenciája a szezon előre haladtával besurranó taktikát sejtet, ezzel szemben a közepes méretű hímek által megtett távolságok egyre növekvő tendenciája a szezon során „disperser” taktikára utal. A nagy hímek konzisztensen ugyanakkora távolságokat tettek meg a megfogások között, a tradicionális fészekőrző taktikát tükrözve. Végezetül, eredményeink alapján, a nagyfejű csajkó esetében, az erőforrások immunitásba és szaporodásba történő allokációja függ a kondíciótól, illetve befolyásolja az atkafertőzöttség mértéke és a szezonalitás is. A nőstények nagyobb antimikrobiális kapacitást mutatnak, míg az enkapszulációs válasz nem különbözik szignifikánsan a nemek között, azonban kondíciófüggő. Mind a nőstényeknél, mind a hímeknél a testméret és a szezonalitás befolyásolta a reproduktív befektetést. Understanding the diversity of offspring care behaviours can provide intriguing insights into the evolution of offspring care. Furthermore, exploring the ecological, social, and evolutionary factors that potentially shape offspring care can contribute to understanding the underlying mechanisms that drive evolution. To gain a more comprehensive understanding of biparental offspring care and the various factors that shape it in beetles, my PhD research investigated the reproductive and offspring care systems of a species of beetle that is unique in several respects, the large-headed chafer (Lethrus apterus). Field observations and experiments were conducted at three locations near Debrecen, Dorogháza, and Ózd-Susa. The primary objective of our field observations was to clarify the roles of parents in offspring care and to understand how individual parents contribute to offspring survival and reproductive success. To achieve this, we compared the movement patterns and activity of males and females using pitfall-trapping and recorded the above-ground behaviour of individuals at nests using cameras. We aimed to assess the impact of males on reproductive success through a male removal experiment and estimated the reproductive success of nests by excavating them, determining the number of offspring, and assessing the number of failed reproductive events based on the number of empty brood chambers. Secondly, for the three observed male morphotypes (small, medium, large), we hypothesised that different morphotypes would employ different mating tactics due to varying opportunities in the competition for mating. This was assumed to be reflected in their space use and movements, as well as differences in these patterns. We used a capture-mark-resight method to investigate this. Thirdly, we were interested in the relationship between reproductive investment and self-preservation, i.e., immunity, when studying the role of sexes in reproduction. Specifically, we explored the complex relationships between immune capacity, reproductive investments, sex, body size, parasite load, and seasonality by conducting encapsulation tests on females and males of different body sizes, determining the bacterium growth inhibitory capacity of hemolymph, and measuring reproductive tissues. This study covered both the early and late stages of the reproductive period. Based on our results, strict task specialization exists among the sexes during offspring care, with females primarily involved in collecting, processing, and depositing larval food, as reflected in the high-frequency movements of females in smaller areas. The main role of males, in addition to actively seeking mates, is to guard the nest against intruders, and they move accordingly over long distances and with low frequency. Furthermore, males are frequently replaced at nests, suggesting that females mate multiple times with different males during the breeding season; presumably, sequential polygyny characterises the reproductive system of L. apterus. When comparing territorial use and movement patterns among morphotypic variants, differences were found: the localised movements of small males and the decreasing trend in the distances they travelled between two captures as the season progressed suggests a sneaking tactic, while the increasing trend in the distances covered by medium-sized males during the season indicated a disperser tactic. Large males consistently travelled almost the same distance between captures, reflecting traditional nest-guarding tactics. Finally, our results suggest that resource allocation to immunity and reproduction in L. apterus depends on the condition and is influenced by the level of mite load and seasonality. Females exhibit higher antimicrobial capacity, while the encapsulation response does not significantly differ between sexes but is condition-dependent. In both females and males, body size and seasonality influenced reproductive investment. | |
| dc.format.extent | 119 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/2437/359177 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.language.iso | hu | |
| dc.subject | parental care | |
| dc.subject | beetle | |
| dc.subject | utódgondozás | |
| dc.subject | behaviour | |
| dc.subject | viselkedés | |
| dc.subject.sciencefield | Természettudományok | hu |
| dc.title | Parental care in a beetle species: Roles and investments | |
| dc.title.translated | Utódgondozás egy bogárfajnál: Szülői szerepek és befektetések |
Fájlok
Eredeti köteg (ORIGINAL bundle)
1 - 3 (Összesen 3)
Nem elérhető
- Név:
- dissertation.JLK.cln.fin.bekuldott_titkositott.pdf
- Méret:
- 35.85 MB
- Formátum:
- Adobe Portable Document Format
Nem elérhető
- Név:
- tezis.fuzet.LKJ.fin_titkositott.pdf
- Méret:
- 1.66 MB
- Formátum:
- Adobe Portable Document Format
Nem elérhető
- Név:
- Lévai-Kiss_Johanna_meghívó.docx.pdf
- Méret:
- 557.59 KB
- Formátum:
- Adobe Portable Document Format
- Leírás:
- Meghívó doktori értekezés nyilvános vitájára
Engedélyek köteg
1 - 1 (Összesen 1)
Nem elérhető
- Név:
- license.txt
- Méret:
- 1.93 KB
- Formátum:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Leírás: