Behavioural flexibility: evolutionary past and its role in a changing world

Abstract

A través de la historia de la vida, gran parte de los organismos han desarrollado estrategias para responder a un mundo en constante cambio. Hoy en día, las actividades humanas producen cambios ambientales a una velocidad sin precedentes, lo cual se traduce en grandes desafíos para la persistencia de biodiversidad. Esta investigación evalúa las respuesta de los animales a los cambios ambientales enfocándose en la flexibilidad del comportamiento como estrategia adaptativa. En una primera aproximación a una escala evolutiva, se otorgan evidencias del vínculo hasta ahora tenue entre la cognición e historias de vida, entregando un claro apoyo a la relación entre longevidad, vida reproductiva y el tamaño del cerebro en mamíferos. La longevidad es el centro de muchas hipótesis respecto a las ventajas de desarrollar un cerebro grande, como por ejemplo en la hipótesis del buffer cognitivo y las respuestas flexibles frente a nuevos ambientes. En un segundo nivel, se abordan factores extrínsecos e intrínsecos que podrían explicar las diferencias individuales en innovación, un componente clave en la flexibilidad del comportamiento. Por medio de una aproximación experimental, se evalúan potenciales escenarios que podrían conducir a consistentes diferencias individuales en uno de los principales factores subyacentes a la innovación (i.e. la motivación), y el potencial control endocrino sobre estos escenarios. Posteriormente, con el objetivo de evaluar la respuesta de los animales frente a los cambios ambientales actuales, se explora la respuesta de los animales frente a una de las actividades humanas mas disruptivas sobre los ecosistemas, la urbanización. Por medio de un analisis filogenetico comparativo a nivel global en aves se abordan los mecanismos implicados en la perdida de biodiversidad observada en ambientes urbanos. Los resultados entregan evidencias sobre la importancia de procesos de dispersión local junto con el papel clave de los rasgos de historia de vida, pero en un sentido diferente al clasicamente pensado. Finalmente por medio de una revisión bibliográfica se entregan evidencias teóricas y empíricas que respaldan el rol clave de la flexibilidad del comportamiento en confrontar los desafíos de una vida urbana. La integración de estos resultados muestra cómo el pasado evolutivo contribuye a hacer frente a los retos ambientales actuales, y pone de relieve posibles consecuencias ante un planeta más cambiante que nunca

Across the history of life, most of organisms have evolved proper strategies to respond to an ever-changing world. Nowadays, human-conducted environmental changes impose an unprecedented lost of biodiversity. This thesis assesses one of the key responses to actual environmental changes, behavior flexibility. In a first approximation by a phylogenetic comparative approach, strong evidences for the still tenuous link between cognition and life history is reported. The clearest support for the relationship between lifespan and brain size in mammals is showed. Lifespan is core to many hypotheses regarding the advantages of enlarged brains, like the cognitive buffer hypothesis to proper respond to novel environments. In a second level, it was explored for the drivers of innovation propensity, a key component of behavior flexibility. By mean of an experimental approach, the possible scenarios that may select for consistent individual differences in motivation, a major driver of innovation, were assessed. Consistent individual differences in motivation are reported, but heritability and endocrine control features suggest that mechanism may be different of those hypothesized. Later, to approach for the role of behavioral flexibility in changing environments, the behavior responses to one of the most disruptive effects of human activities on ecosystem, the urbanization, were assessed. First, using a global comparative analyses in birds communitiesacross the world, it was showed the importance of local processes by random dispersal effects alongside habitat filtering to explain lose of biodiversity in urbanized environments. Some phylogenetic lineages appear more likely than others to thrive in urban environments, which is related to a future-returns strategy (i.e. low brood value) that allow for decrease the cost of delay reproduction and increase the opportunities to acquiring environmental information. Second, based on a literature review, theoretical and empirical evidences are reported for argue that behavioural flexibility is an important way to deal with urban environments. The integrations of these results shows how the evolutionary past has shaped the traits that contribute to deal with actual environmental challenges, and highlight the expected consequences in a rapid changing, human-dominated world.