Reproductive interference among spider mites : using behaviour and life-history effects to predict eco-evolutionary consequences

Tese de doutoramento, Biodiversidade Genética e Evolução, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2017Since specific recognition systems are often incomplete, heterospecific matings are likely to occur, and can have paramount implications to fitness. Reproductive interference refers to any interaction between two species during the process of mate acquisition that diminishes the fitness of at least one of them. Using Tetranychus urticae and T. evansi, a native and an invasive spider-mite species, respectively, co-occurring in the Mediterranean area, the main goal of this thesis was to assess species recognition, the reproductive interference consequences of its incompleteness, and how this may affect the exclusion dynamics between these species. First, I present a critical revision on the role of reproductive interference on biological invasions, which supports this hypothesis, although unequivocal demonstrations are still lacking. Next, I measured the behavioural component of T. urticae and T. evansi reproductive interactions, to determine the frequency of the opportunities for reproductive interference between them, and the behavioural consequences of reproductive interactions. Both low costs and low species discrimination were found in this system. Subsequently, the effects of heterospecific matings for both fecundity and offspring sex-ratio were investigated, and how these differ between the native-invasive T. urticae-T. evansi species pair and a pair of native species (T. urticae T. ludeni). I found that the costs of these matings are contingent on the species involved, the order of heterospecific and conspecific matings and the time interval between them. Finally, I integrated these results in a model, which revealed that the effects of reproductive interference are dependent on its pattern, while also affected by the inclusion of genetic variance. Moreover, the evolutionary trajectories of reproductive interference were highly variable, although the ecological outcome was conserved. This thesis showed that reproductive interference effects in the species studied are context dependent and that its evolutionary trajectories are highly variable, despite a conserved ecological outcome.Devido a sistemas de reconhecimento específico incompletos, acasalamentos heteroespecíficos ocorrem frequentemente, podendo ter consequências na fitness dos indivíduos. Interferência reprodutiva refere-se a qualquer interacção entre indivíduos de duas espécies, durante o processo de acasalamento, que diminui a fitness de pelo menos um deles. Utilizando Tetranychus urticae e T.evansi, espécies de ácaro-aranha, uma residente e uma invasora na zona do mediterrâneo, o objectivo principal desta tese foi investigar o reconhecimento específico, as consequências, em termos de interferência reprodutiva, de este ser incompleto, e como isso pode afectar as dinâmicas de exclusão neste sistema. No segundo capítulo, apresenta-se uma revisão crítica do papel da interferência reprodutiva nas invasões biológicas, e como esta questão tem sido, até aqui, abordada na literatura. No capítulo seguinte é explorada a componente comportamental das interacções reprodutivas entre T.urticae e T.evansi, para determinar a frequência das oportunidades de interferência reprodutiva entre estas espécies, bem como as consequências destas interacções ao nível comportamental. Baixos custos e baixa descriminação foram encontrados neste sistema. No quarto capítulo, investigaram-se os efeitos de acasalamentos heterospecificos na fecundidade e no rácio sexual da descendência, e como estes diferem entre o par T.urticae e T.evansi e um par de espécies nativas (T.urticae e T.ludeni). Descobriu-se que os custos desses acasalamentos são contingents às espécies envolvidas, à ordem dos acasalamentos e ao intervalo entre estes. No quinto capítulo, estes resultados foram integrados num modelo eco-evolutivo. Verificou-se que os efeitos da interferência reprodutiva são dependentes do seu padrão, sendo também afectados pela inclusão de variância genética. As trajectórias evolutivas da interferência reprodutiva são altamente variáveis, embora o resultado ecológico seja conservado nas simulações. No seu todo, esta tese mostra que os efeitos da interferência reprodutiva, no sistema T.urticae - T.evansi, são dependentes do contexto, sendo o resultado ecológico conservado apesar de grande variação nas trajectórias evolutivas.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT