Environmental conditions and male quality traits simultaneously explain variation of multiple colour signals in male lizards

J Anim Ecol. 2022 Sep;91(9):1906-1917. doi: 10.1111/1365-2656.13773. Epub 2022 Aug 2.

Abstract

Male lizards often display multiple pigment-based and structural colour signals which may reflect various quality traits (e.g. performance, parasitism), with testosterone (T) often mediating these relationships. Furthermore, environmental conditions can explain colour signal variation by affecting processes such as signal efficacy, thermoregulation and camouflage. The relationships between colour signals, male quality traits and environmental factors have often been analysed in isolation, but simultaneous analyses are rare. Thus, the response of multiple colour signals to variation in all these factors in an integrative analysis remains to be investigated. Here, we investigated how multiple colour signals relate to their information content, examined the role of T as a potential mediator of these relationships and how environmental factors explain colour signal variation. We performed an integrative study to examine the covariation between three colour signals (melanin-based black, carotenoid-based yellow-orange and structural UV), physiological performance, parasitism, T levels and environmental factors (microclimate, forest cover) in male common lizards Zootoca vivipara from 13 populations. We found that the three colour signals conveyed information on different aspects of male condition, supporting a multiple message hypothesis. T influenced only parasitism, suggesting that T does not directly mediate the relationships between colour signals and their information content. Moreover, colour signals became more saturated in forested habitats, suggesting an adaptation to degraded light conditions, and became generally brighter in mesic conditions, in contradiction with the thermal melanism hypothesis. We show that distinct individual quality traits and environmental factors simultaneously explain variations of multiple colour signals with different production modes. Our study therefore highlights the complexity of colour signal evolution, involving various sets of selective pressures acting at the same time, but in different ways depending on colour production mechanism.

Les lézards mâles arborent souvent plusieurs signaux colorés de nature pigmentaire et structurale qui reflètent de multiples traits de qualité (e.g. performance, parasitisme), et la testostérone (T) joue souvent un rôle de médiateur dans ces relations. En outre, les conditions environnementales peuvent également expliquer les variations des signaux colorés en influençant des aspects tels que l'efficacité des signaux, la thermorégulation ou le camouflage. Les relations entre signaux colorés, traits de qualité individuelle et facteurs environnementaux ont souvent été analysées séparément, mais rarement de manière simultanée. Ainsi, la réponse de ces multiples signaux colorés aux variations de tous ces facteurs reste à explorer dans le contexte d'une étude intégrative. Ici, nous explorons la relation entre ces multiples signaux colorés et leur contenu informatif, nous examinons le rôle de T comme médiateur potentiel de ces relations et nous recherchons si les conditions environnementales expliquent la variation de ces signaux colorés. Nous avons mené une étude intégrative afin d'examiner la covariation entre trois types de signaux colorés (noir produit par la mélanine, jaune-orange produit par les caroténoïdes et UV produit par des éléments structuraux), la performance physiologique, le parasitisme, les niveaux de T et les conditions environnementales (e.g. microclimat, couverture forestière) chez des mâles du lézard vivipare (Zootoca vivipara) provenant de 13 populations. Nos résultats indiquent que les trois signaux colorés transmettent des informations sur différents aspects de la condition des mâles, en accord avec l'hypothèse de « messages multiples ». T influence uniquement le parasitisme, suggérant que T n'agit pas en tant que médiateur des relations entre ces signaux colorés et leur contenu informatif. De plus, les signaux colorés sont plus saturés dans les habitats les plus forestiers, ce qui suggère une adaptation à des conditions lumineuses dégradées. Enfin, les signaux colorés sont plus intenses lorsque les conditions sont mésiques, en contradiction avec l'hypothèse du mélanisme thermal. Nous démontrons que différents traits de qualité individuelle et facteurs environnementaux expliquent de manière simultanée les variations de multiples signaux colorés impliquant différents modes de production. Notre étude souligne ainsi la complexité de l'évolution des signaux colorés, qui implique plusieurs types de pressions de sélection agissant en même temps mais dans des directions différentes selon le mode de production.

Keywords: Zootoca vivipara; animal communication; colouration; parasitism; performance; reptile; testosterone; ultraviolet.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

MeSH terms

  • Animals
  • Carotenoids / metabolism
  • Color
  • Lizards* / physiology
  • Male
  • Phenotype
  • Pigmentation

Substances

  • Carotenoids