Variation in shoaling behavior in lake Mývatn threespine stickleback in relation to temperature and origin

Abstract

Behavioral variation within populations has the potential to facilitate local adaptation and population divergence. The threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) in Lake Mývatn is an ideal candidate to study such local adaptations. Threespine stickleback diverge in their morphology and physiology across the lake, partly in relation to habitat diversity, e.g. in temperature. However, investigating behavioral differences within the population has been lacking. In the present study, I investigated whether variation in parental habitat of origin, which vary widely in temperature, predator densities, and geological features have an impact on the shoaling behavior of juvenile stickleback of lake Mývatn. Fish were reared at contrasting temperatures (22 °C and 13°C) for 5-7 months. Shoaling was tested by placing a single fish in an arena with a shoal and two distractors and behaviour recorded for 15 minutes, where time spent near the shoal was examined. I studied if the tendency to shoal was related to habitat of origin and rearing conditions, as well as whether it was related to fish size. I found that all fish show a strong tendency to shoal, but that time spent shoaling (versus interacting with distractors/exploring) is greater among fish raised in the cold treatment, regardless of parental origin. I found no correlation between size and shoaling time. My research will help us to better understand patterns of diversification across lake Mývatn and could be further replicated for other ecologically significant populations. Furthermore, understanding how behavior, morphology, and environment interact may increase our ability to predict how populations will respond to environmental change.

Breytileiki í atferli innan stofna getur ýtt undir staðbundnar aðlaganir og þróunaraðskilnað. Hornsíli (Gasterosteus aculeatus) í Mývatni eru tilvalin til að rannsaka slíkar aðlaganir. Hornsílin í vatninu hafa sýnt breytileika í útliti og lífeðlisfræðilegum þáttum og tengist sá breytileiki fjölbreytileika búsvæða, t.d. í hitastigi. Þó vantar enn rannsóknir á atferli sílanna. Ég rannsakaði hvort að breytileiki í búsvæðum, sem eru breytileg í hitastigi, þéttleika afræningja og jarðfræði, hafi áhrif á torfumyndun hornsíla í Mývatni. Fiskar voru aldir við mismunandi hitastig (22 °C og 13°C) í 5 – 7 mánuði. Torfumyndun var rannsökuð með því að setja stakan fisk í atferlisbúr. Í búrinu voru í öðrum endanum hópur af fiskum (torfa) og í hinum tveir truflunarfiskar. Atferli var mælt í 15 mínútur og tíminn sem að fiskurinn valdi að dvelja nærri torfunni mældur. Ég skoðaði hvort tilhneigingu fisksins til að mynda torfu mætti tengja búsvæði foreldra og eldisumhverfi, auk tengsla við stærð fisksins. Ég sá að allir fiskarnir höfðu mikla tilhneigingu til þess að bætast í torfu, en að tíminn sem að eytt var með torfunni (á móti tíma með truflunarfiskunum, eða tími við að skoða búrið) var meiri hjá fiskum sem að aldir höfðu verið við kaldara hitastigi, óháð því hvaðan foreldrar fiskana komu. Ég fann engin tengsl við stærð fiskana. Rannsóknir mínar munu hjálpa okkur að skilja betur aðskilnað hornsíla í Mývatni. Einnig mætti endurtaka þessar rannsóknir til að skilja sambærilega hluti í öðrum stofnum hornsíla. Aukinn skilningur á því hvernig atferli, útlit og umhverfi hafa áhrif á hvort annað getur aukið getu okkar í að leggja mat á það hvernig stofnar bregðast við breytingum á umhverfisaðstæðum.