Increasing concern about the impacts of global warming on biodiversity has stimulated extensive discussion, but methods to translate broad-scale shifts in climate into direct impacts on living animals remain simplistic. A key missing element from models of climatic change impacts on animals is the buffering influence of behavioral thermoregulation. Here, we show how behavioral and mass/energy balance models can be combined with spatial data on climate, topography, and vegetation to predict impacts of increased air temperature on thermoregulating ectotherms such as reptiles and insects (a large portion of global biodiversity). We show that for most "cold-blooded" terrestrial animals, the primary thermal challenge is not to attain high body temperatures (although this is important in temperate environments) but to stay cool (particularly in tropical and desert areas, where ectotherm biodiversity is greatest). The impact of climate warming on thermoregulating ectotherms will depend critically on how changes in vegetation cover alter the availability of shade as well as the animals' capacities to alter their seasonal timing of activity and reproduction. Warmer environments also may increase maintenance energy costs while simultaneously constraining activity time, putting pressure on mass and energy budgets. Energy- and mass-balance models provide a general method to integrate the complexity of these direct interactions between organisms and climate into spatial predictions of the impact of climate change on biodiversity. This methodology allows quantitative organism- and habitat-specific assessments of climate change impacts.

Cane toads seem to have honed their dispersal ability to devastating effect over the generations. The introduction of the cane toad into Australia 70 years ago has been a disaster. Initially meant to control insect pests in fields of sugar-cane, they rapidly became pests themselves. Both the tadpole and adult are toxic to predators, so native ecosystems are transformed when they arrive. Insight into their alarming rate of spread, which has increased fivefold since their arrival, is presented this week, and the news is bad. It seems that toads at the invasion front have developed longer legs over the generations, adapting to accelerate their expansion into new areas. Cane toads (Bufo marinus) are large anurans (weighing up to 2 kg) that were introduced to Australia 70 years ago to control insect pests in sugar-cane fields. But the result has been disastrous because the toads are toxic and highly invasive. Here we show that the annual rate of progress of the toad invasion front has increased about fivefold since the toads first arrived; we find that toads with longer legs can not only move faster and are the first to arrive in new areas, but also that those at the front have longer legs than toads in older (long-established) populations. The disaster looks set to turn into an ecological nightmare because of the negative effects invasive species can have on native ecosystems1,2; over many generations, rates of invasion will be accelerated owing to rapid adaptive change in the invader3, with continual ‘spatial selection’ at the expanding front favouring traits that increase the toads' dispersal4,5.

This paper reviews published literature on amphibians to examine predicted correlations between male combat and sexual dimorphism. Females grow larger than males in most species (61% of urodeles, 90% of anurans), but males are often larger than females in species in which males engage in physical combat with each other. Although amphibian male combat has been reported only rarely (in 19% of urodeles and 5% of anurans), the association between male combat and male body size equal to or larger than female body size is highly significant within the urodele suborders Salamandroidea (n = 25 spp.) and Ambystomatoidea (n = 46), in the urodeles as a whole (n = 79), in the anuran Dendrobatidae (n = 34) and Ranidae (n = 149), and in the anurans as a whole (n = 589). Similarly, large male size and the occurrence of male combat are highly correlated in a comparison between several anuran families. Spines and tusks of male anurans appear to be adaptations to male combat. Combat, large male size and sexually dimorphic weapons appear to be most common in species that are relatively invulnerable to predation while fighting, by virtue of large body size or toxic skin secretions. ia, 1979(2), p . 297-306

In classical evolutionary theory, traits evolve because they facilitate organismal survival and/or reproduction. We discuss a different type of evolutionary mechanism that relies upon differential dispersal. Traits that enhance rates of dispersal inevitably accumulate at expanding range edges, and assortative mating between fast-dispersing individuals at the invasion front results in an evolutionary increase in dispersal rates in successive generations. This cumulative process (which we dub “spatial sorting”) generates novel phenotypes that are adept at rapid dispersal, irrespective of how the underlying genes affect an organism's survival or its reproductive success. Although the concept is not original with us, its revolutionary implications for evolutionary theory have been overlooked. A range of biological phenomena (e.g., acceleration of invasion fronts, insular flightlessness, preadaptation) may have evolved via spatial sorting as well as (or rather than) by natural selection, and this evolutionary mechanism warrants further study.

Published and original data on the degree of sexual size dimorphism (SSD) were collated for 374 species of snakes from eight families, to test for predicted associations between SSD and other aspects of reproductive biology. Data on the occurrence and form of male-male combat were also reviewed. Because phylogenetic conservatism was evident in most of the characteristics studied, the data were analyzed in two ways: (1) I looked for general patterns by treating each species as an independent unit; and (2) I superimposed the data onto a phylogenetic framework so that I could calculate independent contrasts within each lineage. Male-male combat has been reported in 124 species of snakes, and this combat takes many forms. For example, biting is common in nonvenomous species. Males grow larger, relative to conspecific females, in species with malemale combat than in species not recorded to show this behavior, and this association remains significant when analysis is restricted to independent phylogenetic contrasts. On a proximate level, the larger size of males in species with combat is due primarily to a prolongation of male growth after maturation. Fecundity advantages of larger body sizes in females may also influence SSD, because the degree of SSD correlates with the rate at which litter sizes increase with body size. The evolution of viviparity is associated with a consistent shift toward larger female size relative to male size. However, my analyses suggest that a previously documented correlation between SSD and geographic distribution is due to phylogenetic conservatism rather than to any functional relationship between the two variables.