Reproductive performance and changes in relative Species abundance in a mixed colony of Herring and Caspian Gulls, Larus argentatus and Larus cachinnans

• Autorzy: Zagalska-Neubauer M. , Neubauer G.

Warianty tytułu

PL

Dynamika liczebności i biologia rozrodu mew: srebrzystej i białogłowej w strefie hybrydyzacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Following range expansion and colonization, hybridization between Herring and Caspian Gulls, Larus argentatus and L. cachinnans, takes place in central and eastern Europe. To examine how hybrid zone is affected by the abundance dynamics of these species and their reproductive performance, we studied a mixed colony at Włocławek Reservoir, central Poland, for over 7 years, from 2002 to 2009, and included data from the species monitoring from 1990 to 2001. To evaluate the species abundance dynamics and possible mechanisms of reproductive isolation, breeders (n = 226 individual birds) were trapped on nests and colour-ringed; breeding performance was studied in detail for 202 breeding pairs with both mates known. Between 2002 and 2009 the proportion of Caspian Gulls among breeders had strongly increased (from 14% to 42%), whereas the proportion of Herring Gulls had declined (from 70% to 35%). The frequency of hybrids varied a little with no clear trend (mean 20%, range 15-28%). The colony size during that time was approximately stable, with 125-135 breeding pairs. 32 individuals originating from outside the zone, ringed as nestlings in the core range of either species, were recorded as breeders at the study site, documenting dispersal of parental species into the zone. The immigration of the two parental species showed contrasting temporal patterns in the two compared decades, 1990-1999 vs. 2000-2009. The immigration of Herring Gulls as measured by the reencounter probability declined nearly three times, while approximately twofold increase was seen in Caspian Gulls. Birds tended to choose phenotypically similar mates, so that there were fewer heterospecific pairs than expected under random mating. Numbers of homospecific, heterospecific and mixed pairs were similar during 7 years. On average, males of Caspian Gulls were significantly heavier than males of Herring Gulls. Caspian Gull pairs bred on average 7 days earlier than pairs of Herring Gulls. No differences in clutch size, clutch volume or hatching success among pairs of different composition were found, indicating weak postzygotic isolation. Current abundance of species in the hybrid zone is changing dynamically and is primarily driven by the strength of immigration from outside the zone.

PL

Hybrydyzacja, czyli kojarzenie się dwóch różnych taksonów i produkowanie mieszańcowego potomstwa, jest stosunkowo powszechna wśród ptaków. Mewy srebrzysta i białogłowa hybrydyzują na obszarze środkowej i wschodniej Europy, tam, gdzie spotykają się ich zasięgi. W wyniku gwałtownej ekspansji trwającej od kilku dziesięcioleci, mewa białogłowa kolonizuje nowe tereny m. in. w południowej Polsce i w strefie hybrydyzacji w środkowej Polsce. Dotychczas jednak brak było badań omawiających dynamikę liczebności tych gatunków w strefie sympatrycznego występowania. W niniejszej pracy omówiono wyniki badań prowadzonych w latach 2002-2009 w kolonii mieszańcowej na Zbiorniku Włocławskim, w środkowej Polsce. Dla zobrazowania wybranych aspektów użyto również danych z lat 1990-2001, uzyskanych z bazy Krajowej Centrali Obrączkowania i kartoteki awifaunistycznej SO MiIZ PAN. Zbadano dynamikę liczebności gatunków i oceniono potencjalne mechanizmy izolacji rozrodczej u mew. Ptaki lęgowe były odławiane na gniazdach i znakowane kolorowymi obrączkami z indywidualnym kodem; łącznie odłowiono 226 osobników. Schwytane ptaki mierzono wg standardowego protokołu, pobierając komplet pomiarów szczegółowo opisujących fenotyp osobnika. By przyporządkować osobnika do kategorii gatunkowej, korzystano z analogicznych danych zebranych w allopatrycznych populacjach obu gatunków, a przypisanie oparto na pierwszej składowej głównej z analizy czynnikowej (PCA). Corocznie prowadzono także intensywne obserwacje przy użyciu lunet, mające na celu klasyfikację do kategorii gatunkowych jak największej liczby osobników; odczytywano także obrączki założone ptakom w poprzednich latach, umożliwiające identyfikację osobnika bez potrzeby chwytania go. Dla 202 par ze znaną przynależnością gatunkową obu partnerów oceniono parametry sukcesu lęgowego, w tym: termin przystąpienia do lęgu, wielkość zniesienia, objętość lęgu i wykluwalność. Kolonia, w której prowadzono badania powstała w latach 1980. Liczba lęgowych mew srebrzystych wzrastała przez pierwsze 15 lat (Fig. 1), a po roku 2000 ustabilizowała się na poziomie około 130 par. W okresie od 2002 do 2009 liczebność mewy białogłowej wzrosła z 14% do 42%, liczebność mewy srebrzystej spadła z 70% do 35%, natomiast liczebność mieszańców utrzymywała się na zbliżonym poziomie około 20% (Fig. 2). W kolonii stwierdzono jako lęgowe aż 32 osobniki pochodzące spoza strefy hybrydyzacji, zaobrączkowane jako pisklęta w zwartych zasięgach mewy srebrzystej albo białogłowej. W latach 1990-1999 imigracja mew srebrzystych z polskiego wybrzeża była około dwukrotnie wyższa niż w ciągu następnej dekady (lata 2000-2009). W przypadku mewy białogłowej zanotowano tendencję odwrotną: w latach 1990-1999 imigracja z południowej Polski była około dwukrotnie niższa niż w latach 2000-2009. Stwierdzono kojarzenie pozytywnie asortatywne — osobniki fenotypowo podobne wykazywały tendencję do kojarzenia się ze sobą (Fig. 3), co skutkowało mniejszą niż oczekiwana liczbą par heterospecyficznych (Tab. 1). Mimo obserwowanych zmian w liczebności gatunków, liczba par heterospecyficznych, homospecyficznych i mieszańcowych pozostawała zbliżona w kolejnych siedmiu latach badań. Samce mew białogłowych były znacząco cięższe niż samce mew srebrzystych; pary z samcami mew białogłowych gniazdowały średnio 4 dni wcześniej niż pary z samcami mew srebrzystych. Dla par homospecyficznych, różnica w średnim terminie przystępowania do rozrodu sięgała aż 7 dni. Nie stwierdzono różnic w wielkości zniesienia, objętości lęgu i wykluwalności między wyróżnionymi typami par. Wskazuje to na słabo wyrażone różnice miedzygatunkowe, a tym samym słabą izolację postzygotyczną, przynajmniej do okresu wykluwania się piskląt (Tab. 2 i 3).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2012
• Tom: 47
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.185-194,fig.,ref.

Twórcy

autor

Zagalska-Neubauer M.

• Museum and Institute of Zoology, Ornithological Station, Polish Academy of Sciences, Nadwislanska 108, 80–680 Gdansk, Poland

autor

Neubauer G.

• Museum and Institute of Zoology, Ornithological Station, Polish Academy of Sciences, Nadwislanska 108, 80–680 Gdansk, Poland

Bibliografia

• Arnold M. L. 1997. Natural hybridization and evolution. Oxford University Press, UK.
• Avise J. C. 2004. Molecular markers, natural history and evolution. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland.
• Barton N. H. 2001. The role of hybridization in evolution. Mol. Ecol. 10: 551-568.
• Barton N. H., Hewitt G. M. 1985. Analysis of hybrid zones. Ann. Rev. Ecol. Syst. 16: 113-148.
• Bell D. A. 1996. Genetic differentiation, geographic variation and hybridization in gulls of the Larus glaucescens-occidentalis complex. Condor 98: 527-546.
• Bell D. A. 1997. Hybridization and reproductive performance in gulls of the Larus glaucescens-occidentalis complex. Condor 99: 585-594.
• Carey M. P., Sanderson B. L., Barnas B. A., Olden J. D. 2012. Native invaders — challenges for science, management, policy, and society. Front. Ecol. Environ. 10: 373-381.
• Davis J. W. F., O'Donald P. 1976. Territory size, breeding time and mating preference in the Arctic Skua. Nature 260: 774-775.
• Devillers P. 1983. Plumage, bare parts and geographical variation of Larus argentatus. In: Cramp S., Simmons K. E. L. (eds). The Birds of Western Palearctic. Vol. III. Oxford University Press, Oxford, pp. 831-837.
• van Dijk A., Boele A., Hustings F., Koffijberg K., Plate C. 2008. Broedvogels in Nederland in 2006. SOVON-monitoring- rapport 2008/01. http://www.sovon.nl/pdf/ Mon_2008_01 Broevorap.pdf
• Eaton M. A., Balmer D. E., Conway G. J., Gillings S., Grice P. V., Hall C., Hearn R. D., Musgrove A. J., Risely K., Wotton S. 2009. The state of the UK's birds 2008. RSPB, BTO, WWT, CCW, NIEA, JNCC, NE and SNH. Sandy, Bedfordshire.
• Gay L., Neubauer G., Zagalska-Neubauer M., Bebain C., Pons J.-M., David P., Crochet P.-A. 2007. Molecular and morphological patterns of introgression between two large white- headed gull species in a zone of recent secondary contact. Mol. Ecol. 16: 3215-3227.
• Gibbins C., Neubauer G., Small B. J. 2011. Identification of Caspian Gull. Part 2: phenotypic variability and the field characteristics of hybrids. British Birds 104: 702- 742.
• Good T. P., Ellis J. C., Annett C. A., Pierotti R. 2000. Bounded hybrid superiority in an avian hybrid zone: effects of mate, diet, and habitat choice. Evolution 54: 1774-1783.
• Grant P. R., Grant B. R. 1992. Hybridization of bird species. Science 256: 193-197.
• Greenwood P. J., Harvey P. H. 1982. The natal and breeding dispersal of birds. Ann. Rev. Ecol. Syst. 13: 1-21.
• Grishchenko V. N., Gavriluk M. N., Yablonovskaya-Gavriluk E. D. 2006. Number dynamics of Yellow-legged Gull in the colony near Kaniv hydroelectric power station in 1991-2006. Avifauna of Ukraine 3: 59-64.
• Gwiazda R., Bukaciński D., Neubauer G., Faber M., Betleja J., Zagalska-Neubauer M., Bukacińska M., Chylarecki P. 2011. Diet composition of the Caspian Gull (Larus cachinnans) in inland Poland: effects of breeding area, breeding stage and sympatric breeding with the Herring Gull (Larus argentatus). Ornis Fennica 88: 80-89.
• Hario M., Rintala J. 2008. [Population trends of the Common Eider and four gull species in Finnish costal areas in 1986-2007]. Linnut vuosikirja: 52-59.
• Harris M. P. 1964. Aspects of the breeding biology of the gulls Larus argentatus, L. fuscus and L. marinus. Ibis 106: 432-454.
• Hoffman W, Wiens J. A., Scott J. M. 1978. Hybridization between gulls (Larus glaucescens and L. occidentalis) in Pacific Northwest. Auk 95: 441-458.
• Jiggins C. D., Mallet J. 2000. Bimodal hybrid zones and speciation. Trends Ecol. Evol. 15: 250-255.
• Johnson J. A., Burnham K. 2013. Timing of breeding and offspring number covary with plumage colour among Gyrfalcons Falco rusticolus. Ibis 155: 177-188.
• Kania W. 2006. Movements of Polish White Storks Ciconia ciconia — an analysis of ringing results. In: Tryjanowski P., Sparks T. H., Jerzak L. (eds). The White Stork in Poland: studies in biology, ecology and conservation. Bogucki Wyd. Nauk., pp. 249-294.
• Kania W. 2009. Relative re-encounter ratio — an alternative approach to infer bird distribution from the re-encounter distribution. EURING Analytical Meeting. Estimation, modelling and conservation of vertebrate populations using marked individuals, 14-20 September 2009, Abstract book, p. 89.
• Lenda M., Zagalska-Neubauer M., Neubauer G., Skórka P. 2010. Do invasive species undergo metapopulation dynamics? A case study of the invasive Caspian Gull Larus cachinnans in Poland. J. Biogeogr. 37: 1824-1834.
• Mailing Olsen K., Larsson H. 2004. Gulls of Europe, Asia and North America. Christopher Helm London.
• Merilä J., Sheldon B. C. 2000. Lifetime reproductive success and heritability in nature. Am. Nat. 155: 301-310.
• McCarthy E. M. 2006. Handbook of avian hybrids of the world. Oxford University Press, Oxford, New York.
• Moore W. S. 1977. An evaluation of narrow hybrid zones in vertebrates. Q. Rev. Biol. 52: 263-277.
• Neubauer G., Faber M., Zagalska-Neubauer M. 2010. Yellow- legged Gulls in Poland: status and separation from yellow- legged Herring Gulls and hybrids. Dutch Birding 32: 163-170.
• Neubauer G., Zagalska-Neubauer M. 2006. [Sexual dimorphism and sex identification of the Herring Gull Larus argentatus group using biometric measurements]. Not. Orn. 47: 185-191.
• Neubauer G., Zagalska-Neubauer M., Betleja J. 2007. Origin of Caspian Gulls Larus cachinnans breeding in Poland. Brit. Birds 100: 554-557.
• Neubauer G., Zagalska-Neubauer M., Gwiazda R., Faber M., Bukaciński D., Betleja J., Chylarecki P. 2006. Breeding large gulls in Poland: distribution, numbers, trends and hybridisation. Vogelwelt 127: 11-22.
• Neubauer G., Zagalska-Neubauer M., Pons J.-M., Crochet P-A., Chylarecki P., Przystalski A., Gay L. 2009. Assortative mating without complete reproductive isolation in a zone of recent secondary contact between Herring Gulls (Larus argentatus) and Caspian Gulls (L. cachinnans). Auk 126: 409-419.
• Pálsson A., Vigfúsdóttir F., Ingólfsson A. 2009. Morphological and genetic patterns of hybridization of Herring Gulls (Larus argentatus) and Glaucous Gulls (L. hyperboreus) in Iceland. Auk 126: 376-382.
• Panov E. N. 1989. Natural hybridization and ethological isolation in birds. M. Nauka Press, Moscow, USSR.
• Pierotti R. J. 1987. Isolation mechanisms in seabirds. Evolution 41: 559-570.
• Pierotti R., Annett C. 1993. Hybridization and male parental investment in birds. Condor 95: 670-679.
• Pons J.-M., Hassanin A., Crochet P.-A. 2005. Phylogenetic relationships within the Laridae (Charadriiformes: Aves) inferred from mitochondrial markers. Mol. Phylogenet. Evol. 37: 686-699.
• Price T. D. 2008. Speciation in birds. Roberts & Company Publishers, Greenwood, Colorado.
• Skórka P., Wójcik J. D. 2008. Habitat utilisation, feeding tactics and age related feeding efficiency in the Caspian Gull Larus cachinnans. J. Ornithol. 149: 31-39.
• Skórka P., Wójcik J. D., Martyka R. 2005. Colonization and population growth of Yellow-legged Gull Larus cachinnans in southeastern Poland: Causes and influence on native species. Ibis 147: 471-182.
• Snow D. W., Perrins C. M. 1998. The Birds of the Western Palearctic. Concise Edition. Oxford University Press, Oxford.
• StatSoft 2003. Statistica electronic manual, Version 6. StatSoft, Tulsa.
• Vigfúsdóttir F., Pálsson S., Ingólfsson A. 2008. Hybridization of glaucous gull (Larus hyperboreus) and herring gull (Larus argentatus) in Iceland: mitochondrial and microsatellite data. Phil. Trans. R. Soc. B. 363: 2851-2860.
• Yakovets N. 2006. Hellmantelige Großmöwen Larus spec. in Belarus — Status und Probleme. Vogelwelt 127: 23-30.
• Yésou P. 1991. The sympatric breeding of Larus fuscus, L. cachinnans, and L. argentatus in western France. Ibis 133: 256-263.
• Zar J. 1999. Biostatistical analysis. 4th ed. Prentice Hall, New Jersey.