Divergent predation environment between two sister species of livebearing fishes (Cyprinodontiformes: Poeciliidae) predicts boldness, activity, and exploration behavior

Money, David A; Ingley, Spencer J; Johnson, Jerald B

Abstract:

Predators can influence a variety of prey traits, including behavior. Traits such as boldness, activity rate, and tendency to explore can all be shaped by predation risk. Our study examines the effects of predation on these behaviors by considering a natural system in which two sister species of livebearing fishes, Brachyrhaphis roseni and B. terrabensis, experience divergent predation environments. In February of 2013, we collected fish in the Río Chiriquí Nuevo drainage, Chiriquí, Panama, and conducted behavioral assays. Using open-field behavioral assays, we evaluated both juveniles and adults, and males and females, to determine if there were differences in behavior between ontogenetic stages or between sexes. We assessed boldness as 'time to emerge' from a shelter into a novel environment, and subsequently measured activity and exploration within that novel environment. We predicted that B. roseni (a species that co-occurs with predators) would be more bold, more active, and more prone to explore, than B. terrabensis (a species that does not co-occur with predators). In total, we tested 17 juveniles, 21 adult males, and 20 adult females of B. roseni, and 19 juveniles, 19 adult males, and 18 adult females of B. terrabensis. We collected all animals from streams in Chiriquí, Panama in February 2013, and tested them following a short acclimation period to laboratory conditions. As predicted, we found that predation environment was associated with several differences in behavior. Both adult and juvenile B. roseni were more active and more prone to explore than B. terrabensis. However, we found no differences in boldness in either adults or juveniles. We also found a significant interaction between 'sex' and 'species' as predictors of boldness and exploration, indicating that predation environment can affect behaviors of males and females differently in each species. Our work demonstrates the importance of considering sex and life history stage when evaluating the evolution of behavior. Rev. Biol. Trop. 65 (1): 267-277. Epub 2017 March 01.

ResumenLos depredadores pueden influenciar una variedad de rasgos de la presa, incluyendo el comportamiento. Los rasgos tales como la audacia, nivel de actividad, y la tendencia a explorar; pueden ser moldeados por el riesgo de depredación. Nuestro estudio examina los efectos de la depredación en el comportamiento al considerar un sistema natural en el que dos especies hermanas de peces vivíparos, Brachyrhaphis roseni y B. terrabensis, se presentan en ambientes de depredación divergente. En febrero 2013, recolectamos peces en el drenaje del Río Chiriquí Nuevo, Chiriquí, Panamá y llevamos a cabo ensayos de comportamiento. Al usar ensayos de comportamiento en campo abierto, se evaluó el comportamiento en juveniles y adultos, machos y hembras, para determinar si los patrones de divergencia diferían entre las etapas ontogenéticas o entre sexos. Se evaluó la audacia como "tiempo en salir" de un refugio a un ambiente nuevo, y posteriormente se midió la actividad y la exploración dentro de ese nuevo ambiente. Nosotros predijimos que B. roseni (una especie que se presenta con los depredadores) sería más audaz, activa y propensa a explorar que B. terrabensis (una especie que no se presenta con los depredadores). En total, probamos 17 jóvenes, 21 machos adultos, y 20 hembras adultas de B. roseni, y 19 jóvenes, 19 machos adultos, y 18 hembras adultas de B. terrabensis. Recogimos todos los animales en Chiriquí, Panamá en Febrero 2013, y los probamos después de un corto período de aclimatación a las condiciones de laboratorio. Como se predijo, se encontró que la depredación ambiental se asoció con varias diferencias en el comportamiento. Tanto adultos y jóvenes de B. roseni eran más activos y más propensos a explorar que B. terrabensis. Sin embargo, no se encontraron diferencias en la audacia en adultos o menores. También se encontró una interacción significativa entre "sexo" y "especie" como predictores de la audacia y la exploración, lo que indica que la depredación puede afectar el comportamiento de los machos y hembras de manera diferente en cada especie. Nuestro estudio demuestra la importancia de considerar el sexo y la etapa del ciclo de vida al evaluar la evolución del comportamiento.