Potential mechanisms of phenotypic divergence in body size between Newfoundland and mainland black bear populations

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Abstract:

Phenotypic variation in body size and degree of sexual size dimorphism of North American black bears (Ursus americanus) was quantified for populations from New Brunswick, Quebec, Ontario, Maine, Alaska, and the island of Newfoundland. Based on a model of island biogeography developed by Case, we predicted that body size should be larger in Newfoundland bears than in mainland populations. The presence of few large predators and minimal competition between herbivore prey on Newfoundland allow an appropriate test of the model (i.e., food availability for bears may differ between populations on the mainland and in Newfoundland). In addition, sexual-selection theory predicts that the coevolution of polygyny and large size will be coupled with an increase in sexual size dimorphism. Therefore, we also predicted that among the six populations, male body mass should scale hyperallometrically with female body mass (i.e., slope > 1). Analysis of deterministic growth curves indicated that bears from Newfoundland attained greater asymptotic body size than populations on the mainland, which supports our first prediction. On average, the relative difference in asymptotic body mass between females from the island and mainland populations was 55%, while the relative difference between males was 37%. However, we found that sexual size dimorphism did not increase disproportionately with body mass among the six populations, which refuted our second prediction. We discuss a range of abiotic and biotic selection pressures possibly responsible for larger body size in Newfoundland bears. We suggest that the ability to exploit seasonally abundant and spatially dispersed dietary protein by female and male black bears on the island has been and is still a primary environmental factor selecting for large body size in Newfoundland bears. Although the relationship between sexual size dimorphism and body size is tenuous (slope 1), it does suggest that (an)other adaptive mechanism(s), opposing sexual selection for extreme male size, explain(s) a large amount of the variation in sexual size dimorphism among black bear populations.

La variation phénotypique de la taille et de l'importance du dimorphisme sexuel de la taille a été quantifiée chez des populations nord-américaines d'Ours noirs (Ursus americanus) du Nouveau-Brunswick, du Québec, de l'Ontario, du Maine, de l'Alaska et de Terre-Neuve. D'après un modèle de biogéographie insulaire élaboré par Case, nous avons prédit que la taille des ours de Terre-Neuve devait être supérieure à celle des ours des populations continentales. La présence limitée de prédateurs de grande taille et la compétition minimale entre les proies herbivores à Terre-Neuve sont des conditions appropriées pour tester le modèle (i.e., la disponibilité de la nourriture peut être différente chez les populations insulaires et les populations continentales). De plus, la théorie de la sélection sexuelle prédit que la coévolution de la polygynie et d'une grande taille devait s'accompagner d'une augmentation de l'importance du dimorphisme sexuel de la taille. Nous avons donc prédit en outre que, chez les six populations, la masse corporelle des mâles devait être hyperallométrique par rapport à la masse des femelles (i.e., pente > 1). L'analyse des courbes de croissance déterministes indique que les ours de Terre-Neuve atteignent une taille asymptotique supérieure à celle des ours des populations continentales, ce qui vérifie notre première prédiction. En moyenne, la différence relative entre la masse asymptotique des femelles insulaires et celle des femelles des populations continentales a été évaluée à 55 % et la différence relative entre les mâles, à 37 %. Cependant, le dimorphisme sexuel de la taille n'a pas augmenté de façon disproportionnée en fonction de la masse corporelle chez les six populations étudiées, ce qui infirme notre deuxième prédiction. Nous examinons une série de pressions de sélection possibles, abiotiques aussi bien que biotiques, qui pourraient être responsables de la taille plus grande des ours de Terre-Neuve. Nous croyons que la capacité des ours mâles et femelles d'exploiter des sources saisonnières abondantes et éparses de protéines alimentaires dans l'île a été et demeure le facteur environnemental déterminant de la sélection en faveur d'une grande taille chez les ours de Terre-Neuve. Bien que la relation entre le dimorphisme sexuel de la taille et la taille elle-même soit ténue (pente

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2001

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