Multiple signaling in a variable environment: expression of song and color traits as a function of ambient sound and light

Many animals communicate using more than one signal, and several hypotheses exist to explain the evolution of multiple signals. However, these hypotheses typically assume static selection pressures, and previous work has not addressed how spatial and temporal environmental variation can shape variation in signaling systems. In particular, environmental variability, such as ambient lighting or noise, may affect efficacy (e.g., detectability/perception by receivers) of signals. To examine how signal expression varies intraspecifically as a function of habitat characteristics, we evaluated relationships between spatial environmental variation and song and plumage color expression in a tropical songbird, the Red-throated Ant-tanager (Habia fuscicauda) in Panama. We recorded male ant-tanager song, plucked feathers to measure coloration, and quantified the acoustic and light environments from each male's territory. In addition, we took several morphological measurements from each male to assess the potential information content of song and plumage color. We found that males with redder and more saturated crown plumage occurred on darker territories, and males that sang shorter and lower frequency songs occurred on noisier territories. We also found that more colorful males tended to sing longer and lower frequency songs. Finally, we found that song and color correlated similarly with male morphology (e.g., tarsus length, body mass). Altogether, these results indicate that spatial variation in the environment is related to male coloration and song, and that males might be optimizing color and song expression for their particular territorial environment. Resumen Muchos animales se comunican usando mas de una senal, por lo que existen varias hipotesis para explicar la evolucion de multiples senales. Sin embargo, estas hipotesis suelen asumir presiones de seleccion estatica y no reconocen como la variacion espacial y temporal del medio ambiente puede dar forma a la variacion en los sistemas de senalizacion. En particular, la variabilidad ambiental, como la iluminacion ambiental o el ruido, puede afectar la eficacia de las senales (por ejemplo, detectabilidad/percepcion por los receptores). Para examinar como la expresion de la senal varia intraespecificamente en funcion de las caracteristicas del habitat, se evaluaron las relaciones entre la variacion espacial ambiental, la expresion de la cancion y el color del plumaje en individuos machos de Habia Gorjirroja (Habia fuscicauda), quien es una especie de pajaro cantor tropical encontrado en Panama. Grabamos la cancion de Habia Gorjirroja, removimos las plumas para medir su coloracion y grabamos los ambientes acusticos y luminosos del territorio de cada individuos. Ademas, tomamos varias medidas morfometricas de cada uno para evaluar el contenido de informacion potencial de su cancion y el color de su plumaje. Encontramos que los individuos con coronas mas rojas y mas saturadas fueron encontrados en territorios mas oscuros, y que individuos que cantaban canciones mas cortas y de menor frecuencia fueron encontrados en territorios mas ruidosos. Tambien encontramos que individuos mas coloridos tendian a cantar canciones mas largas y de menor frecuencia. Finalmente encontramos que la cancion y el color se correlacionaron de forma similar con la morfologia masculina (por ejemplo, la longitud del tarso, la masa corporal). En conjunto, estos resultados indican que la variacion espacial en el ambiente esta relacionada con la coloracion masculina y el canto, y que los machos podrian estar optimizando su color y su expresion de la cancion para su entorno territorial particular.