Colouration as a signal of health status. The effects of diet, parasites and androgens on the expression of colour in the European Serin (Serinus serinus).

Abstract

Neste trabalho estudou-se, através de manipulações laboratoriais e trabalho de campo, a coloração da plumagem baseada em carotenóides de um tentilhão carduelino, a Milheirinha Serinus serinus. A coloração baseada em carotenóides está bem distribuída em aves e é um traço seleccionado sexualmente em passeriformes, como é o caso da nossa espécie modelo. O objectivo deste estudo foi o de investigar os factores que afectam a produção do sinal amarelo em machos, nomeadamente a dieta, hormonas, parasitas e imunocompetência, combinando manipulações laboratoriais e trabalho de campo. A mensagem do sinal nas fêmeas também foi explorada. Com uma manipulação laboratorial da dieta, alterando a ingestão de um carotenóide não pigmentário durante a muda, descobri que a cor da plumagem pode ser um sinal da condição geral e da capacidade antioxidante do indivíduo. Os machos com o suplemento de carotenóides tinham níveis de carotenóides no plasma e respostas a desafios imunitários mais altos. Além disso, os machos com o suplemento de carotenóides eram mais coloridos e foram seleccionados numa experiência de selecção de par. Deste modo, indivíduos de alta qualidade eram mais coloridos, provavelmente fornecendo vantagens directas e indirectas às fêmeas. Se os machos mais coloridos são seleccionados pelas fêmeas, o que está a coloração a sinalizar? Foram explorados os preditores da coloração da plumagem em aves silvestres, num estudo de campo ao longo de quatro anos. No início da época de reprodução, foram recolhidas medidas morfométricas e de coloração. Os modelos estatísticos revelaram que a coloração pode ser induzida pela idade e carga de ectoparasitas dos indivíduos. Posteriormente foi feita uma comparação entre os dois modos de analisar a coloração, as variáveis tristimulus baseadas na visão humana e os modelos visuais de aves, baseados na fisiologia dos olhos de aves. Descobri que as duas formas de colorimetria estão altamente correlacionadas. Factores extrínsecos, como dieta e parasitas, tiveram um grande efeito na coloração, e factores intrínsecos, como a idade, podem também afectar a expressão do traço. Existem outros mecanismos que podem controlar os traços sexuais secundários. Em machos, assume-se que os androgénios são um desses mecanismos, e é previsível que a testosterona, a principal hormona masculina, tenha um efeito sobre esta característica. De modo a testar esta hipótese, realizei uma manipulação dos níveis de testosterona no sangue dos machos durante a muda e descobri que a testosterona tem um efeito limitado e negativo sobre a expressão da mancha amarela com base em carotenóides. Finalmente, como as fêmeas também apresentam alguma variação da coloração do peito, eu queria explorar este sinal nas fêmeas. O sinal pode ser usado em contextos inter- ou intrasexuais, e eu queria testar ambos. Deste modo, realizei experiências de selecção de par dos machos e competição por alimento entre fêmeas. Ao contrário do esperado, a coloração feminina nesta espécie não é sexualmente seleccionada nem usada em competição intrasexual. Concluí que, nas fêmeas, essa característica pode ser resultado da correlação genética da característica dos machos.

In this study, yellow carotenoid-based plumage colouration of a cardueline finch, European serin Serinus serinus, was studied by laboratory manipulations and field work. Carotenoid-based plumage colouration is widespread in birds and a sexually selected trait in many passerines, as in this model species. The aim of this study was to investigate the factors that affected the production of the yellow patch in males, namely diet, hormones, parasites and immunocompetence, combining laboratory manipulations and field work. I further explored the function of the trait in females. With a diet laboratory manipulation, modifying the intake of a non-pigmentary carotenoid during moult, I found that plumage colours could be a signal of general condition and antioxidant status. Carotenoid supplemented males had higher levels of plasma carotenoids and higher immune response to an immune challenge. Moreover, supplemented males were colourful and selected in a mate choice experiment. This way, high quality males were colourful males, possibly giving direct and indirect advantages to females. If colourful males are selected by females, what was colouration signalling? I wanted to explore the predictors of plumage colouration in a field study, with free wild birds. In a four years study, in the beginning of the breeding season, I took morphometric and colorimetric measurements. The statistical models revealed that colouration could be predicted by age and ectoparasite load. Then I made a comparison between two different colorimetric approaches, the human oriented tristimulus colour variables and the avian visual models, based on the physiology of avian eyes. I found that these two colorimetric approaches were highly correlated. Extrinsic factors, as diet and parasites, had a great effect on colouration, and intrinsic factors, as age, could also affect the expression of the trait. There are other mechanisms that could control secondary sexual traits, and in males, androgens, are assumed to have a role on it. It was expected that testosterone, the main male hormone, had an effect on this trait. In order to test this prediction, I performed a testosterone manipulation on males’ serins during moult and found that testosterone had a limited and negative effect on the expression of the carotenoid-based yellow patch. Finally, as females also present some variation on the colouration of the breast, I wanted to explore this signal in females. The signal could be used in inter or intrasexual contexts, and I wanted to test both. Therefore, I performed male mate choice trials and competition between females over food. Contrary to my expectations, I found that female colouration in this species is not sexually selected neither used in intra-sexual competition. I concluded that, in females, this trait could be result of genetic correlation of the males’ trait.