Clutch-size adjustments and skew models: effects on reproductive partitioning and group stability

Reproductive skew theory seeks to integrate social and ecological factors thought to influence the division of reproduction among group-living animals. However, most reproductive skew models only examine interactions between individuals of the same sex. Here, we suggest that females can influence group stability and conflict among males by modifying their clutch size and may do so if they benefit from the presence of subordinate male helpers or from reduced conflict. We develop 3 models, based on concessions-based, restraint, and tug-of-war models, in which female clutch size is variable and ask when females will increase their clutch size above that which would be optimal in the absence of male-male conflict. In concessions-based and restraint models, females should increase clutch size above their optima if the benefits of staying for subordinate males are relatively low. Relatedness between males has no effect on clutch size. When females do increase clutch size, the division of reproduction between males is not influenced by relatedness and does not differ between restraint and concessions-based models. Both of these predictions are in sharp contrast to previous models. In tug-of-war models, clutch size is strongly influenced by relatedness between males, with the largest clutches, but the fewest surviving offspring, produced when males are unrelated. These 3 models demonstrate the importance of considering third-party interests in the decisions of group-living organisms.

Slow fertilization of stickleback eggs: the result of sexual conflict?

BACKGROUND: The fertilization success in sperm competition in externally fertilizing fish depends on number and quality of sperm. The time delay between sequential ejaculations may further influence the outcome of sperm competition. Such a time interval can load the raffle over fertilization if fertilization takes place very fast. Short fertilization times are generally assumed for externally fertilizing fish such as the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus). In this pair-spawning fish, territorial males often try to steal fertilizations in nests of neighbouring males. This sneaking behaviour causes sperm competition. Sneakers will only get a share of paternity when eggs are not fertilized immediately after sperm release. Contrary to males, females may be interested in multiple paternity of their clutch of eggs. There thus may be a sexual conflict over the speed of fertilization. RESULTS: In this study we used two different in vitro fertilization experiments to assess how fast eggs are fertilized in sticklebacks. We show that complete fertilization takes more than 5 min which is atypically long for externally fertilizing fishes. CONCLUSION: This result suggests that the time difference does not imply high costs to the second stickleback male to ejaculate. Slow fertilization (and concomitant prolonged longevity of sperm) may be the result of sexual conflict in which females aimed at complete fertilization and/or multiple paternity.

Mothers adjust egg size to helper number in a cooperatively breeding cichlid

Mothers should adjust the size of propagules to the selective forces to which these offspring will be exposed. Usually, a larger propagule size is favored when young are exposed to high mortality risk or conspecific competition. Here we test 2 predictions on how egg size should vary with these selective agents. When offspring are cared for by parents and/or alloparents, protection may reduce the predation risk to young, which may allow mothers to invest less per single offspring. In the cooperatively breeding cichlid Neolamprologus pulcher, brood care helpers protect group offspring and reduce the latters' mortality rate. Therefore, females are expected to reduce their investment per egg when more helpers are present. In a first experiment, we tested this prediction by manipulating the helper number. In N. pulcher, helpers compete for dispersal opportunities with similar-sized individuals of neighboring groups. If the expected future competition pressure on young is high, females should increase their investment per offspring to give them a head start. In a second experiment, we tested whether females produce larger eggs when perceived neighbor density is high. Females indeed reduced egg size with increasing helper number. However, we did not detect an effect of local density on egg size, although females took longer to produce the next clutch when local density was high. We argue that females can use the energy saved by adjusting egg size to reduced predation risk to enhance future reproductive output. Adaptive adjustment of offspring size to helper number may be an important, as yet unrecognized, strategy of cooperative breeders.

Asymmetric sexual conflict over parental care in a biparental cichlid

Theoretical models predict that parents should adjust the amount of care both to their own and their partner's body condition. In most biparental species, parental duties are switched repeatedly allowing for repeated mutual adjustment of the amount of care. In the mouthbrooding cichlid Eretmodus cyanostictus, terms are switched only once with females taking the first share. The timing of the shift of the clutch between mates strongly determines both partners' brooding period and thereby their parental investment. Females signal their readiness to transfer the young several days before the male finally takes them, suggesting sexual conflict over the timing of the shift. In a lab experiment, we reduced the body condition of either the female or the male of a pair to test whether energy reserves affect the timing of the shift and whether female signalling behaviour depends on energetic state. Males with a lowered condition took the young later and incubated for a shorter period, which prolonged the incubation time of their female partners. When female condition was lowered, female and male incubation durations remained unchanged, although females signalled their readiness to shift more intensely. Our results suggest that males adjust their parental investment to own energy reserves but are unresponsive to their mate's condition. Females appear to carry the entire costs for the male's adjustment of care. We propose that intrinsic asymmetries in the scope for mutual adjustment of parental investment and the costs of negotiation crucially influence solutions of the conflict between sexes over care.

Improving backdrivability in geared rehabilitation robots

Many rehabilitation robots use electric motors with gears. The backdrivability of geared drives is poor due to friction. While it is common practice to use velocity measurements to compensate for kinetic friction, breakaway friction usually cannot be compensated for without the use of an additional force sensor that directly measures the interaction force between the human and the robot. Therefore, in robots without force sensors, subjects must overcome a large breakaway torque to initiate user-driven movements, which are important for motor learning. In this technical note, a new methodology to compensate for both kinetic and breakaway friction is presented. The basic strategy is to take advantage of the fact that, for rehabilitation exercises, the direction of the desired motion is often known. By applying the new method to three implementation examples, including drives with gear reduction ratios 100-435, the peak breakaway torque could be reduced by 60-80%.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Perception of critical situations involving football fans: dynamics of conflict escalation and de-escalation

Title: The perception of critical situations involving football fans – how conflicts escalate or de-escalate Authors: Brechbühl, A.1, Schumacher, A.1 & Seiler, R.1 1Institute of Sport Science, University of Bern, Switzerland Abstract: Introduction: Fan violence in the context of football matches is a prominent issue in today’s western societies and Switzerland presents no exception. A lot of research has been conducted on reasons for fan violence, mostly with fans of national teams. A prominent model is the Elaborated Social Identity Model (ESIM; Drury & Reicher, 2000): ESIM highlights the importance of interactions between the involved groups and their effect on the development of social identities. Another model is the aggravation mitigation model (AM model; Hylander & Guvå, 2010) which illustrates factors that can contribute towards an escalation or non-escalation of group violence, such as the “categorization” of the opponent group. Despite these models, research about the individual perceptions, and in particular, what factors distinguish between an escalation versus a non-escalation of a potentially violent situation in domestic football, is as yet scarce. This explorative study examines perceptions of critical situations in the domestic football fan context in Switzerland. Methods: An explorative qualitative design was employed to gather data about critical situations (CS) around football matches of two clubs of the Raiffeisen Super League. A CS is defined as a setting in or around the football stadium where violence between football fans and another group could occur. Eight CS were identified and analysed. Fifty-nine narrative interviews with individuals involved in a CS, e.g. fans, police officers or security personnel, were conducted. Interviews were analysed using interpretative phenomenological analysis (IPA). Results: The involved opposing groups expressed group-specific perceptions. Furthermore a strong tendency to negatively stereotype the opponent group was observed. Provocative symbols, such as balaclavas or riot-gear uniforms, were considered as highly relevant for the interpretation of the situation. Successful communication and sufficient distance between opponent groups supported the appeasement of a CS. These findings also underline the importance of knowledge about the local fan culture. This culture serves as basis for the perception of legitimacy, which was assessed to be essential for a de-escalation of a CS by fans. Discussion/Conclusion: This study improves the understanding of fan violence in the domestic football context in Switzerland. Based on the results it is suggested to deploy security or police forces without riot gear but with the goal of seeking dialogue with the fans to increase the likelihood of a peaceful ending in a CS. The findings also support the applicability of the ESIM (Drury & Reicher, 2000) and the AM model (Hylander & Guvå, 2010) in the context of domestic fan violence. Due to possible differences in the local fan cultures in Switzerland, research in this area should be continued. References: Drury, J., & Reicher, S. (2000). Collective action and psychological change: The emergence of new social identities. British Journal of Social Psychology, 39, 579-604. Hylander, I., & Guvå, G. (2010). Misunderstanding of out-group behaviour: Different interpretations of the same crowd events among police officers and demonstrators. Nordic Psychology, 62, 25-47.

Man-induced activities modify demographic parameters in a long-lived species: effects of poisoning and health policies

Recent changes in sanitary policies within the European Union (EU) concerning disposal of carcasses of domestic animals and the increase of non-natural mortality factors, such as illegal poisoning, are threatening European vultures. However, the effects of anthropogenic activities on demographic parameters are poorly studied. Using a long-term study (1994–2011) of the threatened Pyrenean Bearded Vulture Gypaetus barbatus population, we assess the variation in the proportion of breeding pairs, egg-laying dates, clutch size, breeding success, and survival following a sharp reduction in food availability in 2005 due to the application of restrictive sanitary policies decreasing livestock carcass availability. We found a delay in laying dates and a regressive trend in clutch size, breeding success, and survival following policy change. The maintenance of specific supplementary feeding stations for Bearded Vultures probably reduced the negative effects of illegal poisoning and food shortages, which mainly affected subadult survival. A drop in food availability may have produced changes in demographic parameters and an increase in mortality due to an increased exposure to contaminated food. As a result, supplementary feeding as a precautionary measure can be a useful tool to reduce illegal poisoning and declines in demographic parameters until previous food availability scenarios are achieved. This study shows how anthropogenic activities through human health regulations that affect habitat quality can suddenly modify demographic parameters in long-lived species, including those, such as survival, with high sensitivity to population growth rate.

Perceptions of critical situations involving football fans: the dynamics of conflict escalation or de-escalation

Fan violence in the context of football matches has drawn the attention of stakeholders and the media. This phenomenon has also attracted the scientific community’s attention, where research mostly focused on reasons for violence escalation. The Elaborated Social Identity Model (ESIM; Drury & Reicher, 2000) for example focuses on group-interactions and social identities, while the Aggravation Mitigation Model (AM model; Hylander & Guvå, 2010) concentrates on factors contributing to an escalation or a non-escalation of group-violence. However individual perceptions of the different persons involved in potential conflicts have not been sufficiently examined. Beside of that research in domestic football or involving ultrafans is scarce. Especially in Switzerland, there is a lack of research concerning the dynamics of the development or non-development of fan violence. This exploratory study included eight critical situations from the season 2012/2013 of the Swiss premier league to gather data about the perceptions of various persons involved (fans, police officers or security) and the dynamics contributing towards escalation or de-escalation. Fifty-nine narrative interviews were conducted and analysed with interpretative phenomenological analysis (Smith, Flowers, & Larkin, 2009). The individuals involved (fans, police and security personnel) showed groupspecific perceptions and a tendency to stereotype the opponent group. Provocative symbols (balaclavas or riot-gear uniforms) were important for the interpretation of the situation. No escalation occurred when successful communication and sufficient distance between the groups was established. Knowledge about the local fan culture is important, because it influences the perception of legitimacy on the side of the fans. This study improves the understanding of fan violence and is congruent with the ESIM and the AM model. It is suggested to deploy police dialogue teams without riot gear. Their task is to establish direct communication with the fans to facilitate a peaceful ending of a critical situation.