Behavioural responses to anthropogenic disturbances

When a habitat undergoes change, the first response of an individual is often behavioural adjustment. This immediate response can determine whether the population will survive or not, as behavioural flexibility gives time for genetic changes to arise later on. Habitat changes that alter reproductive behaviours can have long-lasting effects on populations. If the selective regime has changed under the new conditions, mate choice cues may no longer reliably reflect an individual s quality. Thus, animals have to be able to adjust their reproductive behaviours to the local conditions. The aim of my thesis was to discuss if and how animals are able to respond to rapid anthropogenic environmental change, and to study the mechanisms of the responses and the evolutionary consequences. The main focus was on the effects of human-induced eutrophication on the reproductive behaviour of fishes. Eutrophication is the result of increased nutrient input and can cause dense underwater vegetation and algal blooms. I used fishes from two very different ecosystems as model species, the Baltic Sea threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) and the desert goby (Chlamydogobius eremius), an endemic species of the Lake Eyre region in Central Australia. I investigated the effects of increased habitat complexity on courtship behaviour and the possibility of local differentiation in courtship and nest building behaviour depending on the level eutrophication in the habitat of origin. Furthermore, I observed the effect of turbidity on stickleback nest building behaviour. The results show that threespine stickleback males, which were born in areas that have been eutrophied for decades, court females at a higher intensity than males from clear water areas. Similarly, male desert gobies increased their courtship effort in dense vegetation. Intense courtship could be an adjustment to reduced visibility and lowered predation risk in the densely vegetated sites. However, there were no clear differences in nest building between males from clear and eutrophied areas under standardized conditions. This was expected as Baltic Sea sticklebacks prefer to nest under vegetation cover and are fairly rigid in adjusting their nest characteristics. Nest building was affected by increased turbidity: males built smaller nests with a larger nest entrance in turbid water. The large variation in the magnitude of phytoplankton blooms may require a rapid adjustment of the optimal nest structure to the current conditions. This thesis highlights the complex interactions that are set- off by human-induced changes in habitats and are followed by the immediate behavioural responses. It also encourages more research to tease apart the phenotypic and genetic components of the observed behavioural differences.

Lisääntyminen muuttuvissa vesistöissä Helsingin yliopiston biotieteiden laitoksen tutkija Ulla Tuomainen käsittelee väitöskirjassaan ympäristömuutosten vaikutuksia eliöiden käyttäytymiseen, ennen kaikkea lisääntymiseen. Vesistöjen rehevöityminen on tehnyt koiraskaloista entistä ahkerampia kosijoita, mutta samaan aikaan koiraan rakentaman pesän ulkonäkö kärsii. Ihmisten aiheuttamat ympäristönmuutokset ovat usein laaja-alaisia ja nopeita. Eliöt reagoivat näihin äkillisiin muutoksiin tavallisesti muuttamalla käyttäytymistään, kuten pakenemalla. Joustavuus käyttäytymisessä onkin etu epävakaissa elinympäristöissä. Yksi tunnetuimmista ympäristönmuutoksista vesistöissä on rehevöityminen. Rehevöitymisen johdosta järvi tai merenranta voi kärsiä laajoista leväkukinnoista ja runsaasta pohjakasvillisuudesta. Monet kalalajit luottavat näkösignaaleihin parinvalinnassa. Tällaisille lajeille rehevöityminen tarjoaa erityisiä haasteita: mahdollisen tulevan kumppanin ulkonäköä ja kumppanin tarjoamia resursseja, kuten pesää, on sameassa vedessä hankala arvioida. Tuomaisen tutkimuksen mallieläiminä toimivat kalat, Itämeren kolmipiikki ja australialainen aavikkotokko. Molemmilla lajeilla koiras kosii naarasta näyttävin kosiomenoin, rakentaa pesän tai valtaa pesäpaikan ja huolehtii yksin poikasista. Rehevissä vesissä koiraat joutuvat tekemään enemmän töitä kiinnittääkseen naaraiden huomion: Tuomaisen tutkimustulokset osoittavat, että Suomenlahden reheviltä alueilta kotoisin olevat kolmipiikkikoiraat kosivat kirkasvetisten alueiden koiraita ahkerammin. Myös aavikkotokkokoiraat panostivat kosintaansa enemmän, kun vesikasvillisuus oli runsasta. Kasvillisuuden tarjoama suoja mahdollistaa värikkäät kosiomenot ilman suurta petoriskiä. Vastaavia eroja pesänrakennuksessa ei kuitenkaan havaittu. Rehevien ja kirkasvetisten alueiden koiraat rakensivat pesänsä pitkälti samalla tavalla, mikä kielii pesän vähäisestä merkityksestä Itämeren kolmipiikkien parinvalinnassa. Kun koiraita testattiin sameassa vedessä, rakennusvauhti hidastui ja pesän koko pieneni. Pieni leväpesä katoaakin helposti kasvillisuuden joukkoon. Aktiivisen kosinnan merkitys sen sijaan korostuu. Rehevyyserot voivat olla suuria Suomenlahden eri alueiden välillä. Paikalliset erot rehevöitymisen asteessa voivat johtaa paikallisiin kolmipiikkipopulaatioihin. Tulevissa tutkimuksissa tulisi selvittää, mikä osuus geneettisillä muutoksilla on havaituissa käyttäytymiseroissa.