Effects of nest substrate on egg deposition and incubation conditions in a natural population of fathead minnows (Pimephales promelas)

Fathead minnows (Pimephales promelas Rafinesque, 1820) occur commonly in small lakes across the prairie re- gion of North America. Males establish nests, court females, and tend the eggs. In our study population in Minnesota, males choose between two distinct nest substrates that differ in exposure to abiotic conditions affecting egg development: the underside of pond-lily (genus Nuphar Sm.) pads or the underside of submerged sticks. We found that lily pad nests con- tained more eggs, more clutches of different ages, and eggs distributed over a larger area than nests under submerged sticks. The difference in egg incubation temperatures between lily pad nests and stick nests varied diurnally with air-water temper- ature gradients. Proximity to the surface allowed lily pad nests to be significantly warmer during the day but only slightly cooler at night than nests under submerged sticks, resulting in about 10 h shorter time to hatch. The availability of lily pads for nests may greatly alter selection on sexual behaviour by males in competing for limiting nest sites of high quality, and female opportunity to exercise choice of mate. Moreover, availability of lily pads changes the role of abiotic conditions. In warm weather, males that nest under lily pads may achieve greater reproductive success than males that nest under sticks. Resume´ : Les tetes-de-boule (Pimephales promelas Rafinesque, 1820) se retrouvent couramment dans de petits lacs dans toute la region des prairies en Amerique du Nord. Les males construisent le nid, font la cour aux femelles et s'occupent des œufs. Dans la population que nous etudions au Minnesota, les males choisissent entre deux substrats de nidification qui se distinguent par leur exposition aux conditions abiotiques qui affectent le developpement des œufs, soit la surface in- ferieure de feuilles de nenuphars (le genre Nuphar Sm.) et celle de batons submerges. Les nids sous les feuilles de nenu- phars contiennent plus d'œufs, plus de masses d'œufs d'ages differents et des œufs repartis sur une plus grande surface que les nids sous les batons submerges. La difference de temperature d'incubation des œufs entre les nids sous les feuilles de nenuphars et ceux sous les batons varie pendant la journee en fonction des gradients thermiques air-eau. La proximite ´ de la surface permet aux nids sous les feuilles de nenuphars d'etre significativement plus chauds durant le jour, tout en etant seulement legerement plus frais durant la nuit que les nids sous les batons submerges, ce qui reduit d'environ 10 h le temps d'incubation jusqu'al'eclosion. La disponibilitede feuilles de nenuphars pour la nidification peut modifier grande- ment la selection du comportement sexuel des males en competition pour un nombre restreint de nids de haute qualiteet les occasions qu'ont les femelles de faire un choix de partenaire. De plus, la disponibilitede feuilles de nenuphars change le role des conditions abiotiques. Dans des conditions climatiques chaudes, les males qui choisissent les feuilles de nenu- phars peuvent peut-etre obtenir un meilleur succes reproductif que les males qui etablissent leur nid sous les batons. (Traduit par la Redaction)