Sex, Head Size, and Male Mate Location Behavior Affect Allometric Scaling of the Eyes in Centris pallida (Hymenoptera: Apidae) Bees

M. Barrett; S. O'Donnell

doi:10.1093/iob/obag016

Variation in eye structure and function can allow organisms to exploit novel environments or perform unique behaviors. However smaller body sizes may impose morphological constraints on eye investment, limiting adaptive behavioral performance. Males of the solitary desert bee Centris pallida (Hymenoptera: Apidae) are dimorphic in both body size and sensory mate location behaviors: large-morph males are fixed on a scent-based strategy while small-morph males generally use a sight-based strategy. Females are not known to vary categorically in mating behavior but span nearly the full range of male body sizes, allowing for sex comparisons in allometric scaling. We hypothesized that sex, body size, and male morph would correlate with eye structure and estimated global and localized visual acuity in C. pallida bees. We predicted that male and female body size would correlate with ommatidia number and size, and visual acuity, due to allometric constraints. We further predicted that small-morph males would have increased relative investment in the eyes and improved visual acuity compared to large-morph males. We found that males had increased ommatidia numbers and larger eyes than similarly-sized females, as well as greater average and maximum ommatidia diameters. Females had improved localized visual acuity in the dorsofrontal hotspot than small-morph males, but similar acuity to large-morph males. Body size thus impacted localized acuity in the dorsofrontal region in males but not in females. Small-morph males had increased relative eye size and ommatidia density but reduced total ommatidia numbers, eye surface areas, and estimated visual acuities compared to large-morph males. Las variaciones en la estructura y la funci & oacute;n ocular pueden permitir a los organismos explotar entornos novedosos o llevar a cabo comportamientos & uacute;nicos. Sin embargo, un tama & ntilde;o corporal reducido puede imponer restricciones morfol & oacute;gicas en la inversi & oacute;n ocular, limitando el desempe & ntilde;o conductual adaptativo. Los machos de la abeja solitaria del desierto Centris pallida (Hymenoptera: Apidae) presentan dimorfismo tanto en el tama & ntilde;o corporal como en los comportamientos sensoriales para la localizaci & oacute;n de pareja: los machos de la morfolog & iacute;a grande se ci & ntilde;en a una estrategia basada en el aroma, mientras que los machos de la morfolog & iacute;a peque & ntilde;a suelen emplear una estrategia basada en la vista. No se tiene constancia de que las hembras var & iacute;en categ & oacute;ricamente en su comportamiento de apareamiento; no obstante, abarcan casi la totalidad del rango de tama & ntilde;os corporales de los machos, lo que permite realizar comparaciones entre sexos en t & eacute;rminos de escalamiento alom & eacute;trico. Planteamos la hip & oacute;tesis de que el sexo, el tama & ntilde;o corporal y la morfolog & iacute;a del macho estar & iacute;an correlacionados con la estructura ocular, as & iacute; como con la agudeza visual global y localizada estimada en las abejas C. pallida. Predecimos que el tama & ntilde;o corporal, tanto en machos como en hembras, se correlacionar & iacute;a con el n & uacute;mero y el tama & ntilde;o de los omatidios, y la agudeza visual, debido a las restricciones alom & eacute;tricas. Asimismo, predecimos que los machos de la morfolog & iacute;a peque & ntilde;a presentar & iacute;an una mayor inversi & oacute;n relativa en los ojos y una agudeza visual superior en comparaci & oacute;n con los machos de la morfolog & iacute;a grande. Hallamos que los machos pose & iacute;an un mayor n & uacute;mero de omatidios y ojos de mayor tama & ntilde;o que las hembras de tama & ntilde;o similar, adem & aacute;s de presentar un mayor promedio y maximo en el diamtro de omatidios. Las hembras presentaron una agudeza visual mejorada en la zona de alta actividad dorsofrontal en comparaci & oacute;n con los machos de morfolog & iacute;a peque & ntilde;a, aunque su agudeza result & oacute; similar a la de los machos de la morfolog & iacute;a grande. Por consiguiente, el tama & ntilde;o corporal influy & oacute; en la agudeza visual localizada en la regi & oacute;n dorsofrontal en los machos, pero no en las hembras. Los machos de la morfolog & iacute;a peque & ntilde;a presentaron un mayor tama & ntilde;o ocular relativo y una mayor densidad de omatidios; sin embargo, mostraron un n & uacute;mero total de omatidios, una superficie ocular y una agudeza visual estimada reducidos en comparaci & oacute;n con los machos de la morfolog & iacute;a grande.

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