Characterizing background heterogeneity in visual communication

• Published in: Basic and applied ecology Vol. 15; no. 4; pp. 326 - 335
• Main Authors: Camargo, Maria Gabriela G., Cazetta, Eliana, Morellato, Leonor Patrícia C., Schaefer, H. Martin
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Munich Elsevier GmbH 01.06.2014; Elsevier
• Subjects: Animal and plant ecology; Animal, plant and microbial ecology; Autoecology; Biological and medical sciences; birds; Camouflage; Cerrado savanna; color; Crypsis; dry season; Frames; Frugivory; Fruit color; Fruit contrast; Fruits; Fundamental and applied biological sciences. Psychology; Heterogeneity; Leaves; Plants and fungi; Plant–animal interactions; Pollination; Reflectance; Reflectivity; Sampling; seasonal variation; Seasonality; sexual selection; Signal; vegetation; vision; Wet season; Crypsis; Signal; Fruit color; Plant–animal interactions; Camouflage; Seasonality; Cerrado savanna; Fruit contrast; Frugivory; Pollination; Fruit; Savannah; Color; Frugivorous; Plant-animal interactions; Heterogeneity; Biome; Visual communication; Animal plant relation; Seasonal variation; Cerrado
• DOI: 10.1016/j.baae.2014.06.002
• ISSN: 1439-1791

How is a visual signal effectively transmitted through an environment triggering a response by a perceiver? Experimental and theoretical works in disparate fields, such as sexual selection and plant–animal interactions, have demonstrated selection based on signal conspicuousness. However, to properly describe the conspicuousness of a signal, it is necessary to quantify the spatial and temporal heterogeneity of background coloration of a signaler. We intend to compare the effectiveness of four methods developed to characterize background heterogeneity. To describe the background in a seasonal vegetation, we collected reflectance data in dry and wet seasons of (i) target leaves (those leaves against which a signal is predominantly displayed); (ii) overall leaves (leaves from the most common plant species in the community); (iii) frames in a limited area in space, by measuring the reflectance of all material found in the background; and (iv) background items from the most common species, based on their abundance along transects. We analyzed seasonal color changes in terms of hue, chroma and brightness and described the conspicuousness of fruit coloration according to avian vision. All methods found significant differences in the background coloration between seasons, with higher reflectance values in the dry season. Hue values were higher in the dry season, and chroma values were higher in the wet season. Only the methods most restricted in space (target leaves and frames) recorded seasonal differences in fruit conspicuousness. The transects and frames methods are useful for describing the backgrounds of non-stationary signals (i.e., those of most animals). For plant signals, which are displayed against a fixed background in space, we recommend specific sampling of target leaves. Our results support the importance of measuring the seasonal heterogeneity of the background but also indicate that a monthly sampling design is not necessary to evaluate the conspicuousness of fruit signals. Was beeinflusst die Effektivität von visuellen Signalen, so dass sie eine Antwort von Empfängern auslösen? Experimentelle und theoretische Arbeiten in so unterschiedlichen Feldern wie sexueller Selektion und Pflanze-Tier Interaktionen haben eine Selektion auf höhere Auffälligkeit von Signalen nachgewiesen. Um die Auffälligkeit von Signalen bestimmen zu können, ist es notwendig, die räumliche und zeitliche Heterogenität des Hintergrundes zu quantifizieren. Hier vergleichen wir vier Methoden, die die Heterogenität des Hintergrundes beschreiben. In einer saisonalen Flora haben wir Reflexionsdaten in der Trocken- und Regenzeit gesammelt, die (i) nur von den Blättern der Zielarten stammen, vor denen die Signale zu sehen sind; (ii) von allen häufigen Pflanzen der Busch- und Strauchschicht; (iii) von allen Hintergrundmaterialien, die an Zufallspunkten in der Umgebung von Fruchtständen gefunden wurden; (iv) von Hintergrundobjekten, die entlang von Transekten erhoben wurden. Wir haben saisonale Farbänderungen als Farbton, Sättigung und Helligkeit analysiert und außerdem die Auffälligkeit von Fruchtfarben für das Sehvermögen von Vögeln modelliert. Alle Methoden fanden saisonale Unterschiede in der Farbe des Hintergrundes. Die Farbtöne waren gelblich-grüner in der Trockenzeit und gesättigter in der Regenzeit. Nur die räumlich stark begrenzten Methoden i und iii fanden saisonale Unterschiede in der Fruchtauffälligkeit für Vögel. Für Pflanzensignale, die vor einem konstanten Hintergrund gesehen werden, bietet sich die Methode der Zielarten an. Unsere Studie belegt die Wichtigkeit die saisonale Heterogenität der Hintergründe zu beachten; sie zeigt auch dass eine monatliche Datenaufnahme von Reflexionsdaten nicht notwendig ist, um die Auffälligkeit von Fruchtsignalen zu evaluieren.