Analysis of color and vocal differences in closely related and sympatric bird species, and their importance as reproductive isolation mechanisms

Las diferencias interespecíficas en caracteres que evolucionaron a través de procesos de selección sexual pueden ser importantes barreras para mantener el aislamiento reproductivo entre especies cercanamente emparentadas viviendo en simpatría. Se estudiaron en este trabajo las diferencias existentes en el canto y la coloración de especies cercanamente emparentadas y simpátricas, evaluando la importancia que estas diferencias puedan tener en mantener a las especies aisladas. Estos se realizó sobre dos grupos de aves presentes en Argentina, donde coexisten en parte de su rango de distribución: los Pechos colorados (Sturnella superciliaris, S. defilippii y S. loyca) y los Capuchinos del sur (Sporophila hypoxantha, S. hypochroma, S. cinnamomea, S. ruficollis, S. palustris, S. zelichi y S. bouvreuil). La coloración del plumaje se medió a través de espectrofotometría de reflectancia y un modelo fisiológico de la visión de las aves, y las diferencias en el canto se analizaron midiendo variables directamente sobre los espectrogramas de sonido. Se encontraron diferencias consistentes en la coloración y en el canto entre las especies de estos dos grupos. Las diferencias en la coloración involucraron tanto la parte visible como la UV del espectro, y son potencialmente percibidas por las aves, ya que superan ampliamente el umbral de discriminabilidad de dos colores en el modelo perceptual. Las diferencias en el canto involucran parámetros estructurales, temporales y de frecuencia. Experimentos de playback a campo diseñados para analizar la respuesta al canto en machos de S. hypoxantha y S. palustris mostraron que estas especies responden diferencialmente frente al canto homoespecífico y al canto heteroespecífico, virtualmente ignorando a este último. Esto muestra que las diferencias interespecíficas en el canto encontradas son percibidas como tales por los receptores, y sugiere la posible función del canto en el reconocimiento de especies en este grupo. Se compararon poblaciones simpátricas y alopátricas de Pechos colorados y de Capuchinos del sur, en cuanto a variables del canto y la coloración, investigando la posibilidad que las diferencias en estos caracteres hayan evolucionado para mantener a las especies separadas. Se encontraron ciertos indicios de desplazamiento de caracteres de canto y coloración; aún así, los mismos fueron escasos y por momentos contradictorios. Finalmente, discutimos los resultados obtenidos, evaluando la importancia que las diferencias interespecíficas en la coloración y el canto puedan tener como mecanismos de aislamiento reproductivo en estas especies.Interspecific differences in characters that have evolved through sexual selection processes may be important barrier that keep reproductive isolation among closely related species that occur in sympatry. In this study, existing differences in the song and color of closely related sympatric bird species was analyzed, evaluating the importance that these differences might have in maintaining species apart. This was done on two groups of passerines birds present in Argentina that are sympatric in part of their distribution range: the red breasted meadowlarks (Sturnella superciliaris, S. defilippii y S. loyca) and the southern Capuchinos (Sporophila hypoxantha, S. hypochroma, S. cinnamomea, S. ruficollis, S. palustris, S. zelichi y S. bouvreuil). In these groups we studied plumage coloration through spectrophotometry and the use of a physiological model of avian visual system, and we studied differences in song measuring variables directly on the sound spectrograms. Consistent differences in coloration and song were found in these two groups. Color differences involved not only the visual part of the wavelength spectrum but also the UV, and are potentially discernable by birds as values in avian visual space were considerably higher than the threshold for color discrimination. Differences in song involved structural, temporal and frequency parameters. Playback field experiments design to test the response to homospecific and to heterospecific song in males of S. hypoxantha y S. palustris show that these species respond differentially to homospecific and to heterospecific song, virtually ignoring the latter. This shows that the differences in song found are perceived as such by the receptors, and suggests that song might function in species recognition in this group. Sympatric and allopatric populations of red breasted meadowlarks and southern Capuchinos were compared in song and coloration, studying the possibility that these differences have evolved as mechanism that maintain species apart. Some evidence of character displacement in song and coloration was found; yet, this evidence were weak and in some cases, contradictory. Finally, we discuss the results obtained, evaluating the importance that the differences in color and song might have as reproductive isolation mechanism in these species.Fil:Benites, María del Pilar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina