Abstract Divergence of behavioral traits (e.g. courtship rituals, habitat choice) has had a major impact on species formation and isolation. Species-specific courtship rituals preventing species hybridization may arise as a by-product of natural selection during spatial isolation or through direct action of natural selection to prevent species hybridization after a secondary contact. Coordination leading to the assumption of coevolution of signals and preferences is a prerequisite for effective courtship signaling between a male and a female of the same species. We found a reasonable amount of variation in the mate traits within the Drosophila montana and D. virilis species, but our findings did not reveal evidence of the coevolution between the male courtship signals and female preference for these signals. Variation also did not cause isolation within species. The form of female preference for carrier frequency of male song was found to be stabilizing even in changing environments, when female preference for the carrier frequency and pulse length of the male song was measured at ambient temperature. D. montana females always preferred males with high frequency songs, which probably advertises the male condition. The frequency of male song decreased due to male aging, although males with larger body size were able to maintain frequencies better. Ageing also had a deterioration effect on male reproductive success. The importance of male courtship song was not only highlighted in mate choice, but also in species-recognition. We were able to persuade D. montana females to copulate with alien D. lummei species by playing them simulated song resembling the song of conspecific males. Simulated courtship songs were demonstrated to be a practical tool in studies of preference between sexually isolated Drosophila species. / Tiivistelmä Kosintapiirteiden (esim. kosintarituaalit, habitaatin valinta) vaihtelevuudella on ollut suuri vaikutus lajien muodostumisessa ja eriytymisessä. Lajien välisiä risteytymisiä estäviä lajispesifisiä kosintarituaaleja voi syntyä luonnonvalinnan sivutuotteena spatiaalisen eristäytymisen aikana tai luonnonvalinnan suoralla vaikutuksella estämään lajiristeymät lajien uudelleen kohdatessa. Tehokkaan koiraan ja naaraan välisen kosintaviestinnän edellytyksenä on koordinointi, minkä vuoksi on oletettavaa, että signaalien ja vasteiden välillä on yhteisevoluutiota. Löysimme kohtuullisen määrän vaihtelevuutta kosintapiirteissä Drosophila montana – ja D. virilis – lajeilla, mutta emme löytäneet todisteita koiraan kosintasignaalien ja naaraan näihin signaaleihin kohdistamien vasteiden välisestä yhteisevoluutiosta. Vaihtelu ei myöskään aiheuttanut isolaatiota lajien välille. Naaraan koiraan kosintalaulun kantofrekvenssiin osoittaman vasteen funktion muodon havaittiin olevan tasapainottava jopa vaihtelevissa ympäristöissä, kun naaraan kantotaajuuteen osoittamaa vastetta mitattiin eri lämpötiloissa. D. montana naaraat suosivat koiraita, joilla oli korkeataajuinen kosintalaulu. Laulun korkea taajuus kertoo luultavasti naaraalle koiraan fyysisestä kunnosta. Koiraan laulun frekvenssin havaittiin laskevan koiraan ikääntyessä, mutta isommat koiraat pystyivät paremmin säilyttämään korkean taajuuden laulussaan. Ikääntyminen heikensi myös koiraan lisääntymismenestystä. Koiraan kosintalaulun tärkeys ei korostunut pelkästään parinvalinnassa, vaan myös lajintunnistuksessa. Pystyimme suostuttelemaan D. montana –naaraat parittelemaan vieraan D. lummei –lajin kanssa käyttämällä simuloituja kosintalauluja, jotka osoittautuivat käytännöllisiksi välineiksi tutkittaessa naaraan vasteita seksuaalisesti eriytyneillä Drosophila-lajeilla.

Abstract Both the length of the season that is favourable for insect growth and reproduction and the number of generations emerging per season (voltinism) increase with decreasing latitude. Thus, time constraints on reproduction and juvenile development decrease with decreasing latitude, except where voltinism changes and time constraints suddenly increase as the season must be shared with one more generation. I studied the evolution of insect life histories in relation to time constraints from two perspectives: polymorphism and clinal variation. Life history polymorphism in seasonal environments was studied with the butterfly Pieris napi that has discrete life history strategies, and polymorphic natural populations. Experimental studies showed that asymmetric intraspecific larval competition and divergent timing of reproduction between the strategies may promote the maintenance of polymorphism. A simulation model showed that the divergent timing of reproduction between the strategies is sufficient to maintain polymorphism even in the absence of intraspecific competition. Clinal variation was studied empirically with four geometrid moths (Cabera exanthemata, Cabera pusaria, Chiasmia clathrata and Lomaspilis marginata) and generally in theory. Due to latitudinal saw-tooth variation in time constraints, traditional theory predicts a saw-tooth cline in body size and development time. A common garden experiment with the four geometrid moths did not support the traditional theory even when a saw-tooth cline in body size was found, suggesting that the theory is based on unrealistic assumptions. A theoretical analysis showed that reproductive effort should be high in populations under intense time constraints and low in populations experiencing no time constraints, resulting in a saw-tooth cline. In the four geometrid moths, support for these predictions was found, although the observed clinal variation deviated from the predicted pattern. The results imply that clinal variation is expected in almost any continuous life history trait, whereas polymorphism of different strategies may emerge when life histories fall into discrete categories. When inferring the evolution of a single trait, complex interdependencies among several traits should be considered, as well as the possibility that the time constraints are not similar for each generation in multivoltine populations. / Tiivistelmä Hyönteisten kasvu ja kehitys ovat pääsääntöisesti mahdollisia vain kesän aikana. Etelään päin mentäessä kesä pitenee, ja saman kesän aikana kehittyvien hyönteissukupolvien määrä kasvaa. Kesän pituus aiheuttaa lisääntymiseen ja toukkien kasvuun kohdistuvan aikarajoitteen, joka heikkenee etelään päin siirryttäessä. Aikarajoite kuitenkin tiukkenee siellä, missä yksi uusi sukupolvi ehtii juuri kehittymään saman kesän aikana, sillä kesä on nyt jaettava useamman sukupolven kesken. Väitöstyössä tarkastelin hyönteisten elinkierto-ominaisuuksien evoluutiota suhteessa aikarajoitteisiin sekä diskreetin että jatkuvan muuntelun näkökulmista. Diskreettiä muuntelua tutkin lanttuperhosella (Pieris napi), jolla esiintyy diskreettejä elinkiertostrategioita. Kokeellisesti osoitin, että toukkien välinen kilpailu on epäsymmetristä, mikä yhdessä eri elinkiertostrategioiden erilaisen lisääntymisen ajoittumisen kanssa voi ylläpitää diskreettiä muuntelua. Simulaatiomalli osoitti, että erilaiset elinkiertostrategiat voivat säilyä populaatiossa pelkästään niiden erilaisen lisääntymisen ajoittumisen ansiosta. Elinkierto-ominaisuuksien jatkuvaa muuntelua tutkin neljän mittariperhosen (Cabera exanthemata, Cabera pusaria, Chiasmia clathrata ja Lomaspilis marginata) avulla ja teoreettisesti yleisellä tasolla. Aikaisempi teoria ennustaa ruumiinkoon ja kehitysajan muuntelevan sahalaitakuvion mukaisesti siirryttäessä pohjoisesta etelään, koska aikarajoitteet muuntelevat samalla tavalla. Tämä teoria perustunee epärealistisiin oletuksiin, koska kokeelliset tulokset eivät tukeneet teoriaa silloinkaan, kun mittariperhosten ruumiinkoko muunteli ennustetulla tavalla. Teoreettinen tutkimus osoitti, että myös lisääntymispanostuksen tulisi muunnella sahalaitakuvion mukaisesti suhteessa kesän pituuteen siten, että se on korkeimmillaan siellä, missä aikarajoitteet ovat tiukat. Mittariperhosten tutkiminen antoi jossain määrin tukea tälle ennusteelle. Tulosten perusteella jatkuvaa maantieteellistä muuntelua ennustetaan elinkierto-ominaisuuksille, jotka muuntelevat jatkuvalla asteikolla. Erilaiset elinkiertostrategiat voivat sen sijaan säilyä populaatiossa, jos elinkierto-ominaisuuksien muuntelu on diskreettiä. Eri ominaisuuksien monimutkaiset vuorovaikutukset sekä eri sukupolvien mahdollisesti kokemat erilaiset aikarajoitteet olisi syytä tuntea, kun tarkastelun kohteena on yksittäisen ominaisuuden evoluutio.