[obol] Re: The continuing Sapsucker Dilemma

  • From: "Wayne Hoffman" <whoffman@xxxxxxxx>
  • To: <larspernorgren@xxxxxxxxx>, <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Thu, 10 Mar 2016 10:30:16 -0800

Hi Lars – 

 

Ernst Mayr’s definition is more often called the “Biological Species Concept” 
and abbreviated as BSC.  In essence it suggests that populations of organisms 
that recognize each other as “different”  are species, and populations that are 
BOTH willing to interbreed and able to produce fertile offspring are considered 
the same species.  If offspring are consistently sterile (mules) then the 
parents are definitely different species, but the BSC has never treated all 
cases of fertile hybrids as proof the parents are the same species.  In 
essence, the BSC expects species to have “isolating mechanisms” to keep them 
separate.  These can be “post-zygotic” like sterility and poor viability, or 
“pre-zygotic”   meaning behavioral or other differences that deter mixed 
matings.  

 

Mayr considered the typical method of speciation in birds to be the following:  
Two populations of birds become separated (one colonizes a remote habitat, or 
geological or climate changes split the range into separate sections).  Over 
time the two populations diverge evolutionarily as they adapt differently to 
their respective local environments.   When they subsequently come into 
contact, they either 1) do not recognize each other as potential mates and are 
therefore separate species, 2)  they hybridize, the hybrids are fertile and do 
well, and the populations merge – one species, or 3) they hybridize initially, 
but the hybrids are inferior, so isolating mechanisms are selected for that 
reduce and eventually prevent hybridization, so that they BECOME separate 
species.  In the latter case, post-zygotic mechanisms (inferiority of the 
hybrids) led to the development of pre-zygotic mechanisms (song differences, 
different courtship rituals, differences in breeding season, etc.).  This is 
precisely what is thought to be happening with Baltimore and Northern orioles:  
introduction of agriculture, etc. to the great plains created oriole habitat 
that bridged the gap between the populations, they met and hybridized, and 
rather quickly the hybrids were selected against, and now hybridization is much 
less common.

 

Since then, several other potential outcomes have been observed that do not fit 
this pattern, and make species status difficult to assign.  The BSC has been 
modified several times over the 80-odd years since Mayr first articulated it.  
The essence has stayed similar, but the modifications have changed the ways the 
equivocal cases are handled – the cases where some hybridization is happening, 
but less than if all the individuals were choosing mates at random.  In part 
these modifications have happened because new technologies allow for better 
understanding of what is going on.  In general, these modifications are leading 
to more of the equivocal cases being treated as separate species.

 

Here is a quick summary of some potential situations among bird populations:

 

1.        Breeding ranges of two populations overlap, and most individuals mate 
within-populations, but a small minority mate with the other:  usually treated 
as separate species whether offspring are fertile or not.  Bird examples:   
Barrow’s X Common goldeneye, White-crowned Sparrow X Dark-eyed Junco.

2.       Breeding ranges are mostly separate but have a relatively small zone 
of overlap, with hybrids fairly easy to find, and fertile but not as fit: 
usually treated as  separate species.  Bird examples:  Some new info claims 
that where “California” Scrub-Jays meet “Woodhouse’s” Scrub-Jays in southern 
Nevada, they hybridize but the hybrids are selected against.

3.       Breeding ranges are mostly separate, but meet in a narrow band, with 
lots of hybridization, however hybrids seem not to disperse much out of that 
band (as breeders).  Formerly treated as subspecies, now tend to be called 
species.  Bird examples:  Tufted Titmice and Black-crested Titmice in Texas, 
Oak and Juniper Titmice in the Klamath and Lost River basins, Hooded and 
Carrion crows in Europe.  

4.       Breeding ranges are largely separate but where they overlap, 
hybridization is common, and the zone of interbreeding widens with time:  
Treated as one species.  Bird Example:  Northern Flicker

5.        Bird population A expands its range into that of population B, and 
there is a fair amount of hybridization at the leading edge, where A is much 
rarer than B, but hybridization becomes rare after population of A becomes 
larger.  I like to call this the Stephen Stills effect.  The classic example 
was the expansion of Syrian Woodpecker into Europe, through the range of the 
Greater Spotted Woodpecker.  I think this is happening with Eurasian Wigeons – 
I believe they have colonized Alaska, and the hybrids are coming from places 
where Eurasians are rare, but mixed with many American Wigeons.

6.       Bird population A expands its range into that of Bird population B.  
They hybridize along the leading edge, but both the hybrids and the B-type 
birds disappear from the hybrid zone, leading to replacement by A-type birds.  
These tend to be treated as separate species. The best-studied example is 
Blue-winged Warblers displacing Golden-winged Warblers.  The same thing seems 
to be happening at a slower pace with Townsend’s Warblers displacing Hermit 
Warblers.  

7.       Two closely related forms meet in multiple places, and in some they 
overlap without (much) hybridization, and in others they do hybridize.  These 
are some of the most difficult cases for imposing our static species labels on 
dynamic nature.  This seems to be the case with Pacific-Slope and Cordilleran 
Flycatchers.  In California and the states to the east, they act like separate 
species.  In Washington, British Columbia, and the northern Rockies, they seem 
to merge pretty thoroughly.

 

Hope this helps

 

Wayne

 

 

 

From: obol-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:obol-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of ;
Lars Norgren
Sent: Thursday, March 10, 2016 7:12 AM
To: dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx
Cc: David Lauten; obol
Subject: [obol] Re: The continuing Sapsucker Dilemma

 

This discussion has come up regularly on Obol and hopefully will continue to do 
so. The "biological definition of a species" (BDS) is closely associated with 
an Austrian academic named Ernst Mayr . It dominated biological education in 
mid-twentieth century America. I got it more from my parents, who went to 
college in the fifties, than from textbooks or in the classroom. According to 
the BDS if the offspring of two species is fertile, the two parents must be 
con-specific. I presume this is why the AOU recognized only two species of 
sapsuckers back in the sixties when I started birding. When I saw my first 
Red-breasted Sapsucker on Country Club Hill in Corvallis back in 1968 I opened 
the Golden Field Guide to discover it was "only" a subspecies, and promptly 
lost interest. I had already seen a Yellow-bellied Sapsucker in my own yard, 
also in Corvallis.

      A few years later the AOU lumped a bunch of common species, resulting in 
"Northern Flicker", "Yellow-rumped Warbler", and "Northern Oriole". This was 
all due to field studies that had documented hybrid zones of 
Yellow-shafted/Red-shafted Flickers,etc and the offspring were fertile. From 
what I have read, Ernst Mayr would not have been welcome on Obol. He had no use 
for common courtesy and viciously defended his BDS throughout his life. All too 
often the history of science is strongly affected by personality. One of my 
sons told me that science advances one obituary at a time . I failed to closely 
scrutinize the "Yellow-bellied" Sapsucker that overwintered at my house for 
three years and will never know if it was a Red-naped or Yellow-bellied, Both 
were considered subspecies so the lister in me didn't care.

       As mentioned earlier in this thread, the AOU did split the sapsuckers. 
They resplit the Northern Oriole and elevated Sooty and Dusky Grouse to full 
species. The AOU will probably resplit the Gray Jay. "Oregon" Jay was a full 
species back in the thirties. Ironically, another concept of Ernst Mayr, the 
"Rasenkreits", was based on his armchair study of large, white-headed gulls. 
The advent of DNA testing revealed a messier relationship among the Herring 
Gull complex than Mayr would have liked. The pink-footed Glaucous-winged Gull 
is more closely related to the yellow-footed California Gull than to the 
pink-footed Western Gull. Despite genetic distance, the Western and 
Glaucous-winged Gulls readily hybridize. On Destruction Island, Washington, 60% 
of breeding gull pairs are ascribable to neither species. This "Olympic Gull" 
poses the question of definition of a hybrid.

      I guess a true hybrid is when a "pure" Western Gull mates with a 
"pure"Glaucous-winged Gull. As I recall, such pairings were only documented 7% 
of the time when someone took the trouble to go into the field. Olympic Gulls 
are certainly fertile and generally mate with other Olympic Gulls. 

 

 

On Wed, Mar 9, 2016 at 11:11 PM, Andrew Thomas <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> 
wrote:

Thanks, Dave Lauten, for your thorough response. Point taken. (Maybe we need 
canofworms@xxxxxxxxxxxxx.) I am not a scientist, but I understand from your 
post, as well as from my desultory reading over the years, that evolution 
theory presents life as a continuum. So, back to birds; no more worms.

sent from iPad

On Mar 9, 2016, at 7:06 PM, DJ Lauten and KACastelein 
<deweysage@xxxxxxxxxxxx> wrote:

Well this opens a can of worms....


POST: Send your post to obol@xxxxxxxxxxxxx
JOIN OR QUIT: //www.freelists.org/list/obol
OBOL archives: www.freelists.org/archive/obol
Contact moderator: obol-moderators@xxxxxxxxxxxxx

 

Other related posts: