Influence of turbidity on social structure in guppies, Poecilia reticulata

Umweltveränderungen kommen natürlicherweise vor und viele Spezies waren im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte davon betroffen. Durch die Aktivitäten des Menschen jedoch finden diese in höherer Geschwindigkeit und größerem Umfang statt und stellen so für viele Spezies eine neue Herausforderung dar. Einen großen Einfluss auf die Umwelt nimmt der Mensch durch Verschmutzung, welche zu Veränderungen der Physiologie der Organismen und deren Verhalten führen und damit Einfluss auf die Populationsdynamik und letztendlich auf die Biodiversität haben kann. In meiner Dissertation untersuchte ich den Einfluss durch Bergbau ausgelöster Trübung auf das Verhalten und die soziale Struktur des Guppys. Er nutzt soziale Interaktionen für eine höhere Effizienz bei der Nahrungssuche und Räubervermeidung. Die Nutzung sei-nes dafür eingesetzten Sehsinns ist bei Trübung stark eingeschränkt. Ich untersuchte die Reaktion Trübung unerfahrener Fische aus Labor und Feld auf Trübung. Es zeigte sich, dass beide ihre sozialen Interaktionen in trübem Wasser verringerten. Eine zusätzliche Markow-Ketten-Analyse ergab aber auch, dass Laborfische Kontakte zu bestimmten In-dividuen der Gruppe verstärkten und Feldfische ihre initiierten Kontakte behielten. An-schließend studierte ich den Unterschied der sozialen Struktur Trübung erfahrener und - unerfahrener Fische. Trübung erfahrene Fische erhöhten die Gesamtzahl der Interaktio-nen, reduzierten jedoch die Anzahl der initiierten Kontakte im Gegensatz zu unerfahre-nen Fischen. Diese Strukturänderung, vermute ich, erhöht den Zusammenhalt und damit den In-formationsfluss im Schwarm. Die Ergebnisse von Folgeversuchen, nämlich der Erhalt der Paarungsanzahl und die effektivere Vermeidung einer Räuberattrappe bei Trübung er-fahrenen Fischen, unterstützen diese Vermutung. Die Arbeit zeigt, dass Guppys in der Lage sind, sich durch Änderung Ihrer sozialen Struktur an trübe Verhältnisse anzupas-sen. Dies könnte auch Einfluss auf ihre Populationsstruktur haben.Most species have been subjected to environmental changes during their evolutionary history. However, due to human activity, environmental changes are currently occurring at higher speeds and on a greater scale, presenting new challenges for many species. Pollution, as a major type of human-induced environmental change, may not only affect physiology but also behaviour, thereby affecting population dynamics and consequently biodiversity. The topic of my dissertation is the effect of turbidity from quarrying on the behaviour and social association pattern of the guppy (Poecilia reticulata). Turbidity impairs the fish’s ability to use visual cues during social interactions, which in turn helps increases efficiency of foraging and avoiding predators. I investigated the initial re-sponse of guppies to turbidity and subsequently tested whether turbidity-experienced vs turbidity-inexperienced populations differ in their social association patterns and how they cope with ecological challenges. Both lab-reared and wild-caught guppies that were inexperienced with turbidity reduced social associations in turbid water in con-trast to turbidity-experienced fish. A Markov chain analysis revealed that lab-reared guppies increased associations with particular neighbours. Similarly, wild-caught gup-pies maintained the number of initiated associations under turbid conditions. The in-crease in non-initiated associations suggests a stronger connectivity within the shoal, leading to higher information transmission in a poor visual environment. Additional results showed that this altered social structure enabled turbidity-experienced fish to maintain the frequency of mating attempts in turbidity and to avoid predation risk. This suggests that guppies have the ability to adjust to turbidity, but with major changes in their social structure, which might have an impact on population dynamics