Seasonal Energetic Stress in a Tropical Forest Primate: Proximate Causes and Evolutionary Implications
- 1. Columbia University
- 2. National Museums of Kenya
- 3. Institute of Primate Research
- 4. Smithsonian Conservation Biology Institute
Description
Animals facing seasonal variation in food availability experience selective pressures that favor behavioral adjustments such as migration, changes in activity, or shifts in diet. Eclectic omnivores such as many primates can process low-quality fallback food when preferred food is unavailable. Such dietary flexibility, however, may be insufficient to eliminate constraints on reproduction even for species that live in relatively permissive environments, such as moist tropical forests. Focusing on a forest-dwelling primate with a flexible diet (Cercopithecus mitis) we investigated whether females experience seasonal energetic stress and how it may relate to reproductive seasonality. We used fecal glucocorticoids (fGCs) as an indicator of energetic stress, controlling for the potentially confounding effects of social interactions and reproductive state. We modeled within-female fGC variation with General Linear Mixed Models, evaluating changes in feeding behavior and food availability as main effects. Regardless of reproductive state, fGCs increased when females shifted their diet towards fallback foods (mature leaves and other non-preferred items) and when they spent more time feeding, while fGCs decreased with feeding time on preferred items (insects, fruits, young leaves) and with the availability of young leaves. Changes in fruit availability had no general effects on fGCs, likely because fruits were sought out regardless of availability. As predicted, females in the energetically demanding stages of late pregnancy and early lactation showed greater increases in fGCs between periods of low versus high availability of fruits and young leaves than females in other reproductive states. Potential social stressors had no measurable effects on fGCs. Preliminary evidence suggests that seasonal energetic stress may affect the timing of infant independence from mothers and contribute to unusually long inter-birth intervals compared to closely related species of similar body size. Our findings highlight how the study of stress responses can provide insights into the proximate control of reproductive strategies.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تواجه الحيوانات التي تواجه تباينًا موسميًا في توافر الطعام ضغوطًا انتقائية تفضل التعديلات السلوكية مثل الهجرة أو التغييرات في النشاط أو التحولات في النظام الغذائي. يمكن للحيوانات آكلة اللحوم الانتقائية مثل العديد من الرئيسيات معالجة الطعام الاحتياطي منخفض الجودة عندما لا يكون الطعام المفضل متاحًا. ومع ذلك، قد تكون هذه المرونة الغذائية غير كافية لإزالة القيود المفروضة على التكاثر حتى بالنسبة للأنواع التي تعيش في بيئات متساهلة نسبيًا، مثل الغابات الاستوائية الرطبة. بالتركيز على الرئيسيات التي تعيش في الغابات مع اتباع نظام غذائي مرن (Cercopithecus mitis)، قمنا بالتحقيق فيما إذا كانت الإناث تعاني من إجهاد موسمي نشط وكيف يمكن أن يرتبط بموسم الإنجاب. استخدمنا القشرانيات السكرية البرازية (fGCs) كمؤشر على الإجهاد النشط، والتحكم في الآثار المربكة المحتملة للتفاعلات الاجتماعية والحالة الإنجابية. قمنا بنمذجة تباين ختان الإناث مع النماذج الخطية العامة المختلطة، وتقييم التغيرات في سلوك التغذية وتوافر الغذاء كآثار رئيسية. بغض النظر عن الحالة الإنجابية، زادت ختان الإناث عندما حولت الإناث نظامها الغذائي نحو الأطعمة الاحتياطية (الأوراق الناضجة وغيرها من العناصر غير المفضلة) وعندما قضت المزيد من الوقت في التغذية، في حين انخفضت ختان الإناث مع وقت التغذية على العناصر المفضلة (الحشرات والفواكه والأوراق الصغيرة) ومع توافر الأوراق الصغيرة. لم يكن للتغيرات في توافر الفاكهة أي آثار عامة على ختان الإناث، ويرجع ذلك على الأرجح إلى البحث عن الفواكه بغض النظر عن توفرها. كما هو متوقع، أظهرت الإناث في المراحل الصعبة للغاية من الحمل المتأخر والرضاعة المبكرة زيادات أكبر في ختان الإناث بين فترات التوافر المنخفض مقابل التوافر العالي للفواكه والأوراق الشابة مقارنة بالإناث في الحالات الإنجابية الأخرى. لم يكن للضغوطات الاجتماعية المحتملة آثار قابلة للقياس على ختان الإناث. تشير الأدلة الأولية إلى أن الإجهاد النشط الموسمي قد يؤثر على توقيت استقلال الرضيع عن الأمهات ويساهم في فترات طويلة بشكل غير عادي بين الولادات مقارنة بالأنواع ذات الصلة الوثيقة بحجم الجسم المماثل. تسلط النتائج التي توصلنا إليها الضوء على كيف يمكن لدراسة استجابات الإجهاد أن توفر رؤى حول التحكم المباشر في الاستراتيجيات الإنجابية.Translated Description (French)
Les animaux confrontés à des variations saisonnières dans la disponibilité des aliments subissent des pressions sélectives qui favorisent les ajustements comportementaux tels que la migration, les changements d'activité ou les changements de régime alimentaire. Les omnivores éclectiques tels que de nombreux primates peuvent traiter des aliments de repli de mauvaise qualité lorsque la nourriture préférée n'est pas disponible. Une telle flexibilité alimentaire, cependant, peut être insuffisante pour éliminer les contraintes sur la reproduction, même pour les espèces qui vivent dans des environnements relativement permissifs, tels que les forêts tropicales humides. En nous concentrant sur un primate forestier avec une alimentation flexible (Cercopithecus mitis), nous avons cherché à savoir si les femelles subissent un stress énergétique saisonnier et comment il peut être lié à la saisonnalité de la reproduction. Nous avons utilisé des glucocorticoïdes fécaux (CGF) comme indicateur de stress énergétique, en contrôlant les effets potentiellement confondants des interactions sociales et de l'état de reproduction. Nous avons modélisé la variation de la CGF chez les femmes avec des modèles mixtes linéaires généraux, en évaluant les changements dans le comportement alimentaire et la disponibilité de la nourriture comme principaux effets. Indépendamment de l'état de reproduction, les FGC ont augmenté lorsque les femelles ont déplacé leur alimentation vers les aliments de repli (feuilles matures et autres articles non préférés) et lorsqu'elles ont passé plus de temps à se nourrir, tandis que les FGC ont diminué avec le temps d'alimentation sur les articles préférés (insectes, fruits, jeunes feuilles) et avec la disponibilité des jeunes feuilles. Les changements dans la disponibilité des fruits n'ont eu aucun effet général sur les FGC, probablement parce que les fruits étaient recherchés indépendamment de la disponibilité. Comme prévu, les femelles aux stades énergiquement exigeants de la fin de la grossesse et du début de l'allaitement ont montré une plus grande augmentation des FGC entre les périodes de faible disponibilité par rapport à la haute disponibilité des fruits et des jeunes feuilles que les femelles dans d'autres états reproducteurs. Les facteurs de stress sociaux potentiels n'avaient aucun effet mesurable sur les CGF. Des preuves préliminaires suggèrent que le stress énergétique saisonnier peut affecter le moment de l'indépendance du nourrisson par rapport aux mères et contribuer à des intervalles inter-natals inhabituellement longs par rapport à des espèces étroitement apparentées de taille corporelle similaire. Nos résultats soulignent comment l'étude des réponses au stress peut fournir des informations sur le contrôle immédiat des stratégies de reproduction.Translated Description (Spanish)
Los animales que enfrentan variaciones estacionales en la disponibilidad de alimentos experimentan presiones selectivas que favorecen los ajustes de comportamiento, como la migración, los cambios en la actividad o los cambios en la dieta. Los omnívoros eclécticos, como muchos primates, pueden procesar alimentos de reserva de baja calidad cuando no hay comida preferida disponible. Sin embargo, tal flexibilidad dietética puede ser insuficiente para eliminar las restricciones a la reproducción, incluso para las especies que viven en entornos relativamente permisivos, como los bosques tropicales húmedos. Centrándonos en un primate que vive en el bosque con una dieta flexible (Cercopithecus mitis), investigamos si las hembras experimentan estrés energético estacional y cómo puede relacionarse con la estacionalidad reproductiva. Utilizamos glucocorticoides fecales (fGC) como indicador de estrés energético, controlando los efectos potencialmente confusos de las interacciones sociales y el estado reproductivo. Modelamos la variación de fGC dentro de la hembra con modelos mixtos lineales generales, evaluando los cambios en el comportamiento alimentario y la disponibilidad de alimentos como efectos principales. Independientemente del estado reproductivo, las fGC aumentaron cuando las hembras cambiaron su dieta hacia alimentos alternativos (hojas maduras y otros elementos no preferidos) y cuando pasaron más tiempo alimentándose, mientras que las fGC disminuyeron con el tiempo de alimentación de los elementos preferidos (insectos, frutos, hojas jóvenes) y con la disponibilidad de hojas jóvenes. Los cambios en la disponibilidad de frutas no tuvieron efectos generales en las fGC, probablemente porque las frutas se buscaron independientemente de la disponibilidad. Como se predijo, las hembras en las etapas energéticamente exigentes del embarazo tardío y la lactancia temprana mostraron mayores aumentos en las fGC entre los períodos de baja y alta disponibilidad de frutos y hojas jóvenes que las hembras en otros estados reproductivos. Los posibles factores de estrés social no tuvieron efectos medibles en las fGC. La evidencia preliminar sugiere que el estrés energético estacional puede afectar el momento de la independencia infantil de las madres y contribuir a intervalos entre nacimientos inusualmente largos en comparación con especies estrechamente relacionadas de tamaño corporal similar. Nuestros hallazgos destacan cómo el estudio de las respuestas al estrés puede proporcionar información sobre el control próximo de las estrategias reproductivas.Files
journal.pone.0050108&type=printable.pdf
Files
(375.5 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:432cd0d920cf5534cb923eb0514e2a94
|
375.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الإجهاد النشيط الموسمي في غابة استوائية الرئيسيات: الأسباب التقريبية والآثار التطورية
- Translated title (French)
- Stress énergétique saisonnier chez un primate de la forêt tropicale : causes proches et implications évolutives
- Translated title (Spanish)
- Estrés Energético Estacional en un Primate de Bosque Tropical: Causas Proximales e Implicaciones Evolutivas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2143618673
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0050108
References
- https://openalex.org/W103399233
- https://openalex.org/W1505880681
- https://openalex.org/W1529760127
- https://openalex.org/W1539100550
- https://openalex.org/W174585432
- https://openalex.org/W1919427389
- https://openalex.org/W1920541915
- https://openalex.org/W1964570175
- https://openalex.org/W1966451847
- https://openalex.org/W1969872867
- https://openalex.org/W1977153704
- https://openalex.org/W1989128316
- https://openalex.org/W1992127518
- https://openalex.org/W2003691772
- https://openalex.org/W2004399264
- https://openalex.org/W2009403649
- https://openalex.org/W2010731366
- https://openalex.org/W2016856841
- https://openalex.org/W2019993493
- https://openalex.org/W2022909316
- https://openalex.org/W2024112279
- https://openalex.org/W2033826592
- https://openalex.org/W2036540859
- https://openalex.org/W2041825544
- https://openalex.org/W2045101262
- https://openalex.org/W2045423232
- https://openalex.org/W2045827480
- https://openalex.org/W2050109438
- https://openalex.org/W2053994274
- https://openalex.org/W2054911882
- https://openalex.org/W2056223385
- https://openalex.org/W2060935154
- https://openalex.org/W2061018591
- https://openalex.org/W2062842082
- https://openalex.org/W2063706910
- https://openalex.org/W2063834117
- https://openalex.org/W2069059721
- https://openalex.org/W2074247013
- https://openalex.org/W2081938346
- https://openalex.org/W2084218815
- https://openalex.org/W2085477771
- https://openalex.org/W2089226449
- https://openalex.org/W2089929277
- https://openalex.org/W2090249057
- https://openalex.org/W2095060828
- https://openalex.org/W2095281518
- https://openalex.org/W2095440451
- https://openalex.org/W2096260958
- https://openalex.org/W2096789505
- https://openalex.org/W2097497540
- https://openalex.org/W2102721981
- https://openalex.org/W2104814023
- https://openalex.org/W2107376055
- https://openalex.org/W2108542703
- https://openalex.org/W2113413884
- https://openalex.org/W2114008299
- https://openalex.org/W2117008932
- https://openalex.org/W2119442726
- https://openalex.org/W2120948170
- https://openalex.org/W2125564839
- https://openalex.org/W2129565885
- https://openalex.org/W2129662597
- https://openalex.org/W2131444269
- https://openalex.org/W2132539548
- https://openalex.org/W2135945277
- https://openalex.org/W2136091506
- https://openalex.org/W2136165421
- https://openalex.org/W2137443483
- https://openalex.org/W2138485680
- https://openalex.org/W2139879194
- https://openalex.org/W2141548118
- https://openalex.org/W2144676766
- https://openalex.org/W2151303998
- https://openalex.org/W2157548094
- https://openalex.org/W2157756926
- https://openalex.org/W2158171081
- https://openalex.org/W2159160608
- https://openalex.org/W2159515654
- https://openalex.org/W2161927003
- https://openalex.org/W2162320946
- https://openalex.org/W2162717066
- https://openalex.org/W2165705057
- https://openalex.org/W2166426701
- https://openalex.org/W2168994306
- https://openalex.org/W22236579
- https://openalex.org/W2333060519
- https://openalex.org/W236589152
- https://openalex.org/W239686898
- https://openalex.org/W2470886893
- https://openalex.org/W2480906504
- https://openalex.org/W248886251
- https://openalex.org/W3036791163
- https://openalex.org/W4242584517
- https://openalex.org/W4247266883
- https://openalex.org/W602127156