Light orientation in the ball-rolling dung beetle, Gymnopleurus sturmi (MacLeay, 1821), in Morocco (Coleoptera: Scarabaeinae: Gymnopleurini)

Summary

The ball-rolling dung beetle, Gymnopleurus sturmi, is widely distributed in the Mediterranean Sea Basin. Individuals aggregate to consume dung and only make dung balls for reproduction. The mating pairs formed on dung piles quickly make and roll their ball away from potential competition, mainly from conspecific individuals. We studied the behaviour of G. sturmi in the field, and more particularly the direction of ball rolling after leaving the dung pile. The possible rolling directions were demarcated as 16 numbered sectors oriented according to the four cardinal directions. The experimental results showed that ball rolling was almost always done in a straight line from the food source. The rolling direction was chosen before rolling commenced, during an orientation dance that was similar to that described for Scarabaeini species. In the morning, G. sturmi predominantly rolled their dung balls east-south-east, while in the early afternoon the main rolling direction was south-south-west, shifting to north-north-east at the end of the activity period. The position of the sun seemed to be the major cue for guiding the ball rolling direction, with a rapid readjustment to the initial direction in cases of deviation due to obstacles. We discuss the hypothesis that the opposite rolling directions taken by beetles between the beginning and the end of the afternoon may be due to the switching from direct solar cueing to polarised light cueing near dusk. The results are also discussed in the context of competition.

Résumé

Orientation vers la lumière du bousier rouleur de pilules, Gymnopleurus sturmi (MacLeay, 1821), au Maroc (Coleoptera : Scarabaeinae : Gymnopleurini). Gymnopleurus sturmi est une espèce coprophage largement répandue dans le Bassin méditerranéen. Les individus s'agrègent en nombre pour exploiter les déjections animales. Serrés les uns contre les autres, ils consomment ensemble la bouse et ne fabriquent des boules de matière stercorale que pour se reproduire. Les couples formés sur les excréments s’associent pour déplacer rapidement leur boule hors de portée des autres individus présents dans la bouse. Nous avons étudié la biologie de cette espèce sur le terrain, et plus particulièrement la manière dont les individus s’orientaient dans l’espace après avoir quitté la bouse. Les principales directions possibles de roulage ont été matérialisées par 8 bandes colorées comme repères délimitant seize secteurs numérotés et orientés selon les directions cardinales. Les résultats montrent que le roulage s'effectuait toujours en ligne droite à partir de la source de nourriture. La direction était choisie dès le départ, à l'issue d'une danse similaire à celle décrite chez les Scarabaeini. Les individus pouvaient suivre des directions différentes, mais majoritairement ils s’orientaient vers l’est-sud-est le matin, tandis qu’en début d’après-midi la direction suivie était principalement sud-sud-ouest, pour dériver vers le nord-nord-est en fin de journée. La position du soleil dans le ciel semblait être le repère prépondérant pour guider les déplacements, avec un réajustement de la trajectoire initiale en cas de déviation. Nous discutons de l'hypothèse selon laquelle les directions opposées suivies par les individus entre le début et la fin de l'après-midi pouvaient être dues à la substitution du signal solaire direct par la lumière polarisée qui se produit à l'approche du crépuscule. Les résultats sont également discutés dans le contexte de la compétition entre les individus.

Keywords:

• Roll bearing
• orientation of individuals
• sun position
• direct solar cue
• polarised light

Acknowledgements

This research work is an output of the Dung Beetle Ecosystem Engineers Project supported by Meat and Livestock Australia and the Australian Commonwealth Government’s Rural R&D for Profit Program administered through the Department of Agriculture, Fisheries and Forestry. We thank Saleta Perez Vila (CSIRO, Canberra, Australia) for comments on an earlier draft, and Gregory T. Sullivan (University of Queensland, Brisbane, Australia) for comments and the revision of the different drafts of the manuscript. We also acknowledge the anonymous reviewers and Dr Eva Cuesta for their pertinent comments that helped to improve the manuscript.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This research was funded through the Dung Beetle Ecosystem Engineers project supported by Meat and Livestock Australia and the Commonwealth Government's Rural R&D for Profit program administered through the Department of Agriculture, Fisheries and Forestry. Contract Service Agreement between CSIRO and Faculty of Sciences Dhar el Mahraz n°2019030623.