Abstract Cancer is pervasive across multicellular species. Are there any patterns that can explain differences in cancer prevalence across species? Using 16,049 necropsy records for 292 species spanning three clades (amphibians, sauropsids and mammals) we found that neoplasia and malignancy prevalence increases with adult weight and decreases with gestation time, contrary to Peto’s Paradox. Evolution of cancer susceptibility appears to have undergone sudden shifts followed by stabilizing selection. Outliers for neoplasia prevalence include the common porpoise (<1.3%), the Rodrigues fruit bat (<1.6%) the black-footed penguin (<0.4%), ferrets (63%) and opossums (35%). Discovering why some species have particularly high or low levels of cancer may lead to a better understanding of cancer syndromes and novel strategies for the management and prevention of cancer.

Cancer is a disease that affects nearly all multicellular life, including birds. However, little is known about what factors explain the variance in cancer prevalence among species. Litter size is positively correlated with cancer prevalence in managed species of mammals, and larger body size, but not incubation or nestling period, is linked to tumor prevalence in wild birds. Also, birds that produce more elaborate sexual traits are expected to have fewer resources for cancer defenses and thus higher cancer prevalence. In this study, we examined whether cancer prevalence is associated with a wide variety of life history traits (clutch size, incubation length, body mass, lifespan, and the extent of sexual dimorphism) across 108 species of managed birds in 25 different zoological facilities, sanctuaries, and veterinary clinics. We found that clutch size was positively correlated with cancer and neoplasia (both benign and malignant) prevalence, even after controlling for body mass. Cancer prevalence was not associated with incubation length, body mass, lifespan, or sexual dimorphism. The positive correlations of clutch size with cancer prevalence and neoplasia prevalence suggest that there may be life-history trade-offs between reproductive investment and somatic maintenance (in the form of cancer prevention mechanisms) in managed birds.

Abstract The adult sex ratio (ASR) is a fundamental concept in population biology, sexual selection, and social evolution. However, it remains unclear which demographic processes generate ASR variation and how biases in ASR in turn affect social behaviour. Here, we evaluate the demographic mechanisms shaping ASR and their consequences for parental cooperation using detailed survival, fecundity, and behavioural data on 6,119 individuals from six wild shorebird populations exhibiting flexible parental strategies. We show that these closely related populations express strikingly different ASRs, despite having similar ecologies and life histories, and that ASR variation is largely driven by sex differences in the apparent survival of juveniles. Furthermore, families in populations with biased ASRs were predominantly tended by a single parent, suggesting that parental cooperation breaks down with unbalanced sex ratios. Taken together, our results indicate that sex biases emerging during early life have profound consequences for social behaviour.

Abstract The explanation for why some species are more susceptible to cancer than others remains an area of intense investigation. Cancer evolves in part through the accumulation of mutations and, therefore, we hypothesized that germline mutation rates would be associated with cancer prevalence and mortality across species. We collected previously published data on germline mutation rate and cancer mortality data for 37 vertebrate species. Germline mutation rate was positively correlated with cancer mortality ( P = 0.008). Why animals with increased germline mutation rates die more from cancer remains an open question, however they may benefit from close monitoring for tumors due to hereditary cancer predisposition syndromes. Early diagnoses of cancer in these species may increase their chances of treatment and overall survival.

Our understanding on how widespread reproductive senescence is in the w ild and how the onset and rate of reproductive senescence vary among species in relation to life histories and lifestyles is currently limited. More specifically, whether the species-specific degree of sociality is linked to the occurrence, onset and rate of reproductive senescence remains unknown. Here, we investigate these questions using phylogenetic comparative analyses across 36 bird and 101 mammal species encompassing a wide array of life histories, lifestyles and social traits. We found that female reproductive senescence (1) is widespread and occurs with similar frequency (about two thirds) in birds and mammals; (2) occurs later in life and is slower in birds than in similar-sized mammals; (3) occurs later in life and is lower with an increasingly slower pace of life in both vertebrate classes; and (4) is only weakly associated, if any, with the degree of sociality in both classes after accounting for the effect of body size and pace of life. However, when removing the effect of species differences in pace of life, a higher degree of sociality was associated with later and weaker reproductive senescence in females, which suggests that degree of sociality is either indirectly related to reproductive senescence via the pace of life or simply a direct outcome of the pace of life. Subject Areas ecology, evolution

Chronically high blood glucose levels (hyperglycaemia) can compromise healthy ageing and lifespan at the individual level. Elevated oxidative stress can play a central role in hyperglycaemia-induced pathologies. Nevertheless, the lifespan of birds shows no species-level association with blood glucose. This suggests that the potential pathologies of high blood glucose levels can be avoided by adaptations in oxidative physiology at the macroevolutionary scale. However, this hypothesis remains unexplored. Here, we examined this hypothesis using comparative analyses controlled for phylogeny, allometry and fecundity based on data from 51 songbird species (681 individuals with blood glucose and 1021 individuals with oxidative state data). We measured blood glucose at baseline and after stress stimulus and computed glucose stress reactivity as the magnitude of change between the two time points. We also measured three parameters of non-enzymatic antioxidants (uric acid, total antioxidants and glutathione) and a marker of oxidative lipid damage (malondialdehyde). We found no clear evidence for blood glucose concentration being correlated with either antioxidant or lipid damage levels at the macroevolutionary scale, as opposed to the hypothesis postulating that high blood glucose levels entail oxidative costs. The only exception was the moderate evidence for species with a stronger stress-induced increase in blood glucose concentration evolving moderately lower investment into antioxidant defence (uric acid and glutathione). Neither baseline nor stress-induced glucose levels were associated with oxidative physiology. Our findings support the hypothesis that birds evolved adaptations preventing the (glyc)oxidative costs of high blood glucose observed at the within-species level. Such adaptations may explain the decoupled evolution of glycaemia and lifespan in birds and possibly the paradoxical combination of long lifespan and high blood glucose levels relative to mammals.

The behavioural rhythms of organisms are thought to be under strong selection, influenced by the rhythmicity of the environment 1–4 . Such behavioural rhythms are well studied in isolated individuals under laboratory conditions 1,5 , but free-living individuals have to temporally synchronize their activities with those of others, including potential mates, competitors, prey and predators 6–10 . Individuals can temporally segregate their daily activities (e.g. prey avoiding predators, subordinates avoiding dominants) or synchronize their activities (e.g. group foraging, communal defence, pairs reproducing or caring for offspring) 6–9,11 . The behavioural rhythms that emerge from such social synchronization and the underlying evolutionary and ecological drivers that shape them remain poorly understood 5–7,9 . Here, we address this in the context of biparental care, a particularly sensitive phase of social synchronization 12 where pair members potentially compromise their individual rhythms. Using data from 729 nests of 91 populations of 32 biparentally-incubating shorebird species, where parents synchronize to achieve continuous coverage of developing eggs, we report remarkable within– and between-species diversity in incubation rhythms. Between species, the median length of one parent’s incubation bout varied from 1 – 19 hours, while period length–the time in which a parent’s probability to incubate cycles once between its highest and lowest value – varied from 6 – 43 hours. The length of incubation bouts was unrelated to variables reflecting energetic demands, but species relying on crypsis (the ability to avoid detection by other animals) had longer incubation bouts than those that are readily visible or actively protect their nest against predators. Rhythms entrainable to the 24-h light-dark cycle were less prevalent at high latitudes and absent in 18 species. Our results indicate that even under similar environmental conditions and despite 24-h environmental cues, social synchronization can generate far more diverse behavioural rhythms than expected from studies of individuals in captivity 5–7,9 . The risk of predation, not the risk of starvation, may be a key factor underlying the diversity in these rhythms.

Avian plumage colors and ornaments are ideal models to study the endocrine mechanisms linking sexually selected traits and individual parameters of quality and condition. The insulin-like growth factor 1 (IGF-1), an evolutionarily highly conserved peptide hormone, represents a link between body condition and the individual capacity to grow elaborated ornamental features, due to its regulatory role in cell proliferation and differentiation and its high sensitivity to the nutritional state of individuals. We investigated whether IGF-1 levels during molting affect the expression of multiple ornaments in a sexually dichromatic passerine species, the bearded reedling ( Panurus biarmicus ). We collected blood samples of males and females shortly before the molting completed and measured the size and colors of ornamental traits. Our results indicate that in males, structural plumage colors, the size of the melanin based ornament (beard) and tail length are independent traits. IGF-1 levels predict the length of the tail and the expression of male structural plumage components (UV-coloration), but not the melanin based ornament. In females plumage color and tail length were independent traits, which were not related to IGF-1 levels. Overall, our results indicate for the first time that IGF-1 could play a role in the development of secondary sexual characters in a passerine species.

Abstract Cancer develops across nearly every species. However, cancer occurs at unexpected and widely different rates throughout the animal kingdom. The reason for this variation in cancer susceptibility remains an area of intense investigation. Cancer evolves in part through the accumulation of mutations and, therefore, we hypothesized that germline mutation rates would be associated with cancer prevalence and mortality across species. We collected previously published data on germline mutation rate and cancer mortality data for 37 vertebrate species. Germline mutation rate was positively correlated with cancer mortality (P-value = 0.0008; R² = 0.13). Controlling for species average parental age, maximum longevity, adult body mass, or domestication did not improve the model fit (ΔAIC &lt; 2). However, this model fit was better than a model controlling for species trophic level (ΔAIC &gt; 2). The increased death rate from cancer in animals with increased germline mutation rates may suggest underlying hereditary cancer predisposition syndromes similar to those diagnosed in human patients. Species with higher germline mutation rates may benefit from close monitoring for tumors due to increased genetic risk for cancer development. Early diagnoses of cancer in these species may increase their chances of overall survival, especially for threatened and endangered species.