Molecular techniques used to assign paternity have revealed previously unknown incidences of extra-pair paternity in socially monogamous bird species. DNA fingerprinting has now been used sufficiently often for mating-system biologists to appreciate the natural variation in the frequency of broods showing extra-pair young. The variation between species and between populations of the same species is surprisingly marked. Explaining this variation may help us to understand the factors promoting sexual selection. Recent comparative studies and detailed behavioural studies suggest that factors such as breeding density, genetic variation in the population and the intensity of sexual conflicts determine the costs and benefits to males and females of engaging in extra-pair copulations, and therefore contribute to the variation among populations.

Associated with a continued global increase in urbanization [1United Nations Population DivisionWorld Urbanization Prospects: The 2007 Revision Population Database. United Nations, New York2008Google Scholar], anthropogenic light pollution is an important problem [2Rich C. Longcore T. Ecological Consequences of Artificial Night Lighting. Island Press, Washington, DC2006Google Scholar]. However, our understanding of the ecological consequences of light pollution is limited [2Rich C. Longcore T. Ecological Consequences of Artificial Night Lighting. Island Press, Washington, DC2006Google Scholar, 3Longcore T. Rich C. Ecological light pollution.Front. Ecol. Environ. 2004; 2: 191-198Crossref Scopus (756) Google Scholar, 4Navara K.J. Nelson R.J. The dark side of light at night: Physiological, epidemiological, and ecological consequences.J. Pineal Res. 2007; 43: 215-224Crossref PubMed Scopus (476) Google Scholar]. We investigated effects of artificial night lighting on dawn song in five common forest-breeding songbirds. In four species, males near street lights started singing significantly earlier at dawn than males elsewhere in the forest, and this effect was stronger in naturally earlier-singing species. We compared reproductive behavior of blue tits breeding in edge territories with and without street lights to that of blue tits breeding in central territories over a 7 year period. Under the influence of street lights, females started egg laying on average 1.5 days earlier. Males occupying edge territories with street lights were twice as successful in obtaining extra-pair mates than their close neighbors or than males occupying central forest territories. Artificial night lighting affected both age classes but had a stronger effect on yearling males. Our findings indicate that light pollution has substantial effects on the timing of reproductive behavior and on individual mating patterns. It may have important evolutionary consequences by changing the information embedded in previously reliable quality-indicator traits [5Sexton K. Murphy M.T. Redmond L.J. Dolan A.C. Dawn song of eastern kingbirds: Intrapopulation variability and sociobiological correlates.Behaviour. 2007; 144: 1273-1295Crossref Scopus (32) Google Scholar, 6Poesel A. Kunc H.P. Foerster K. Johnsen A. Kempenaers B. Early birds are sexy: Male age, dawn song and extra-pair paternity in blue tits Cyanistes (formerly Parus) caeruleus.Anim. Behav. 2006; 72: 531-538Crossref Scopus (133) Google Scholar].PaperClip/cms/asset/c274d650-9c79-4fd7-9cf4-9426ac00cdd1/mmc2.mp3Loading ...(mp3, 2.41 MB) Download audio

Extrapair paternity is common in many birds, and it is now generally accepted that female choice plays an important role. However, die benefits that females obtain from extrapair paternity are much less dear. To test the hypothesis that females obtain indirect fitness benefits, we studied paternity in a blue tit population over 4 years. Extrapair paternity occurred in 31-47% of all nests and accounted for 11-14% of all offspring. Most males that fathered extrapair young did not lose paternity themselves, males never “exchanged” paternity, and within nests the extrapair offspring were usually fathered by a single male. Comparisons between males that did and did not lose paternity and pairwise comparisons between the extrapair male(s) and the within-pair male showed that successful males had longer tarsi and sang on average longer strophes during the dawn chorus. Successful males weighed less (relative to their size) during the nettling stage, but nevertheless they survived better. Male age did not influence their likelihood of losing paternity, but extrapair males were usually older than the within-pair male they cuckolded. Within nests with mixed paternity, extrapair young were more likely to survive than within-pair young in cases of partial brood mortality. Our data also suggest that extrapair offspring were more likely to be males. Because extrapair males were usually close neighbors, male quality should be considered relative to the quality of the neighbors. Despite this, we found consistency in female choice over years. Our observations provide support for the hypothesis that female blue tits engage in extrapair copulations to obtain good genes for their offspring.

The functions of sleep remain elusive. Extensive evidence suggests that sleep performs restorative processes that sustain waking brain performance. An alternative view proposes that sleep simply enforces adaptive inactivity to conserve energy when activity is unproductive. Under this hypothesis, animals may evolve the ability to dispense with sleep when ecological demands favor wakefulness. Here, we show that male pectoral sandpipers (Calidris melanotos), a polygynous Arctic breeding shorebird, are able to maintain high neurobehavioral performance despite greatly reducing their time spent sleeping during a 3-week period of intense male-male competition for access to fertile females. Males that slept the least sired the most offspring. Our results challenge the view that decreased performance is an inescapable outcome of sleep loss.

Abstract For over 50 years, the great tit ( Parus major ) has been a model species for research in evolutionary, ecological and behavioural research; in particular, learning and cognition have been intensively studied. Here, to provide further insight into the molecular mechanisms behind these important traits, we de novo assemble a great tit reference genome and whole-genome re-sequence another 29 individuals from across Europe. We show an overrepresentation of genes related to neuronal functions, learning and cognition in regions under positive selection, as well as increased CpG methylation in these regions. In addition, great tit neuronal non-CpG methylation patterns are very similar to those observed in mammals, suggesting a universal role in neuronal epigenetic regulation which can affect learning-, memory- and experience-induced plasticity. The high-quality great tit genome assembly will play an instrumental role in furthering the integration of ecological, evolutionary, behavioural and genomic approaches in this model species.

Culturally transmitted communication signals – such as human language or bird song – can change over time through a process of cultural drift, and may consequently enhance the separation of populations, potentially leading to reproductive isolation 1–4 . Local song dialects have been identified in bird species with relatively simple songs where individuals show high cultural conformity 5–10 . In contrast, the emergence of cultural dialects has been regarded as unlikely 11–13 for species with more variable song, such as the zebra finch ( Taeniopygia guttata ). Instead, it has been proposed that selection for individual recognition and distinctiveness may lead to a complete spread across the space of acoustic and syntactical possibilities 11–15 . However, another possibility is that analytical limitations have meant that subtle but possibly salient group differences have not yet been discovered in such species. Here we show that machine learning can distinguish the songs from multiple captive zebra finch populations with remarkable precision, and that these ‘cryptic song dialects’ drive strong assortative mating in this species. We studied mating patterns across three consecutive generations using captive populations that have evolved in isolation for about 100 generations. Cross-fostering eggs within and between these populations and quantifying social interactions of the resulting offspring later in life revealed that mate choice primarily targets cultural traits that are transmitted during a short developmental time window. Detailed social networks showed that females preferentially approached males whose song resembled that of their adolescent peers. Our study shows that birds can be surprisingly sensitive to cultural traits for mating that have hitherto remained cryptic, even in this well-studied species that is used as a model for song-learning 13,14,16–28 .

Abstract Many animals use acoustic signals for communication, implying that the properties of these signals can be under strong selection. The acoustic adaptation hypothesis predicts that species living in dense habitats emit lower-frequency sounds than those in open areas, because low-frequency sounds generally propagate further in denser vegetation. Signal frequency may also be under sexual selection, because it correlates with body size and lower-frequency sounds are perceived as more intimidating. Here, we evaluate these hypotheses by analysing variation in peak song frequency across 5,085 passerine species (Passeriformes). A phylogenetically-informed analysis revealed that song frequency decreases with increasing body mass and with male-biased sexual size dimorphism. However, we found no support for the predicted relationship between frequency and habitat. Our results suggest that the global variation in passerine song frequency is mostly driven by natural and sexual selection causing evolutionary shifts in body size rather than by habitat-related selection on sound propagation. Statement of authorship TA and PM conceived and designed the study with input from all authors. TA and BK coordinated the study. PM collected the song data. MV performed the statistical analyses with input from WF. MB made the figures with help from MV and PM. TP and HB provided bioacoustic expertise. PM drafted the first version of the manuscript. TA, BK and PM revised and finalized the manuscript with input from all authors. Data availability statement The data used in this study were collected from publicly available databases. All data and computer code used to generate the results, as well as supplementary figures and tables will be freely available at https://osf.io/fa9ky/ .