Starvation affects pre-dispersal behaviour of Erigone spiders

Abstract

Population studies often focus on demographic and genetic consequences of dispersal strategies, generally within an evolutionary framework. Adaptive investment in dispersal is generally assessed from single types of (pre-)dispersal behaviour that are presumed to reliably reflect the dispersal strategy adopted. Various spider families show a striking and quantifiable display, known as tiptoe behaviour that prepares individuals for take-off prior to (passive) aerial dispersal (ballooning). The lack of efficient control mechanisms during ballooning prevents individuals from actively selecting a suitable habitat for landing. Ballooning dispersal is therefore often regarded as a wind lottery preceded by individual-based risk assessment. Our laboratory experiments showed that the duration of tiptoe behaviour can be used as an indicator of silk thread length, which is related to the potential dispersal distance. For two related species, Erigone arctica and E. dentiplapis, tiptoe duration decreased independently of sex after starvation, while more complex reaction norms were observed for tiptoe frequency. Because these two aspects of dispersal behaviours show different responses towards a simple stress-factor (starvation) in two related spider species, we conclude that the level of plasticity in dispersal investment can be subject to selective forces affecting different dispersal properties in different ways. Our results, hence, plead for a more holistic approach when addressing evolutionary and applied questions related to dispersal. Untersuchungen an Populationen konzentrieren sich oft auf die demographischen und genetischen Konsequenzen von Ausbreitungsstrategien, meist in einem evolutiven Rahmen. Die adaptiven Investitionen werden gewöhnlich anhand von einzelnen Verhaltensmustern bewertet, von denen man annimmt, daß sie die Ausbreitungsstrategie zuverlässig wiederspiegeln. Mehrere Spinnenfamilien zeigen ein auffälliges und quantifizierbares Verhalten (tiptoe-Verhalten) als Vorbereitung auf den Start bei der passiven Verbreitung in der Luft (Fadenfloß, ballooning). Das Fehlen einer effizienten Kontrolle über den Flug verhindert, dass die Tiere aktiv ein geeignetes Habitat für die Landung auswählen. Das Ballooning wird daher oft als eine Windlotterie angesehen, der eine individuelle Risikoabschätzung vorausgeht. Unsere Laborexperimente zeigten, daß die Dauer des tiptoe-Verhaltens als ein Indikator für die Länge des Seidenfadens genutzt werden kann, die ihrerseits Ausdruck der individuellen Wahl einer potentiellen Flugdistanz ist. Bei zwei verwandten Arten, Erigone arctica and E. dentipalpis, nahm die Dauer des tiptoe-Verhaltens für beide Geschlechter nach einer Hungerperiode ab, während die Häufigkeit des tiptoe-Verhaltens komplizierteren Reaktionsnormen gehorchte. Da diese Parameter bei zwei Arten unterschiedlich auf einen einfachen Stressfaktor (Hunger) reagierten, schließen wir, daß der Grad der Plastizität der Ausbreitungsinvestitionen Selektionskräften ausgesetzt sein kann, die unterschiedliche Ausbreitungseigenschaften in unterschiedlicher Weise beeinflussen. Daher sprechen unsere Ergebnisse für einen mehr holistischen Ansatz, wenn evolutive oder angewandte Aspekte der Ausbreitung untersucht werden sollen.