Factors affecting brood patch development in Magellanic Penguins Spheniscus magellanicus

• Autorzy: Barrionuevo M. , Marchisio N. , Frere E.

Warianty tytułu

PL

Czynniki wpływające na rozwój plamy lęgowej u pingwina magellańskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Brood patches allow the transfer of heat to eggs for their successful embryonic development, and in many species determine egg temperature during incubation. We investigated brood patch development of Magellanic Penguins Spheniscus magellanicus in Isla Quiroga, Argentina, during 2012-2013. Here, we evaluate if brood patch development (in a narrow sense i.e. increase of the brood patch area and temperature measured with an electronic probe thermometer) varies according to laying date of the eggs, and with respect to adults' body condition and size, total clutch volume, and/or the sex of the adults. We found that brood patch temperature reaches its maximum when egg laying is finished, while brood patch area is fully developed starting from the end of the first quarter of the incubation period. The later the penguins started to breed the warmer the initial brood patches — when first egg is laid. Besides, the incubation period was shorter in penguins breeding late. Furthermore, adults in a good body condition had cooler initial brood patches than adults with poor body condition. In contrast, total clutch volume, body size index, and sex of the adults were not related to brood patch development. We conclude that initial brood patch temperature in Magellanic Penguins is associated with environmental factors, like laying date, and physiological attributes, like body condition.

PL

Plama lęgowa to nieopierzona, zwykle zlokalizowana po brzusznej stronie powierzchnia ciała ptaków, za pośrednictwem której ciepło ciała wysiadującego ptaka przekazywane jest do jaj. Ciepło to konieczne jest do właściwego rozwoju embrionalnego. W pracy analizowano rozwój plamy lęgowej w wąskim znaczeniu tego terminu, tj. zwiększania zarówno jej powierzchni, jak i temperatury ciała w tym miejscu. Badaniami prowadzonymi w latach 2012-2013 objęto pingwiny magellańskie gniazdujące na niewielkiej wyspie u wybrzeży Argentyny. Celem pracy była ocena, czy rozwój plamy lęgowej związany jest z terminem przystępowania do lęgu, wielkością, kondycją i płcią ptaków wysiadujących jaja oraz wielkością i objętością zniesienia. Wskaźnik wielkości ciała wyliczono na podstawie analizy składowych głównych z pomiarów dzioba, długości skrzydła oraz długości stopy, osobno dla samców i samic (Tab. 1). Natomiast wskaźnik kondycji określono na podstawie wartości resztowych regresji wskaźnika wielkości ciała i masy ciała. Stwierdzono, że temperatura ciała w obrębie plamy lęgowej osiąga maksimum, gdy składanie jaj jest zakończone i utrzymuje się na podobnym poziomie podczas całej inkubacji (Fig. 1), natomiast wielkość plamy lęgowej rośnie do ok. 10 dnia po złożeniu pierwszego jaja, a następnie stabilizuje się (Fig. 1). Im później pingwiny rozpoczynały lęgi, tym wyższa była temperatura plamy lęgowej w dniu złożenia pierwszego jaja, jak również krótszy był okres wysiadywania (Fig. 2). Ptaki w dobrej kondycji miały chłodniejszą plamę lęgową w okresie składania pierwszego jaja niż te o niższym wskaźniku kondycji. Natomiast nie stwierdzono związku rozwoju plamy lęgowej z całkowitą objętością zniesienia, rozmiarami ciała czy płcią ptaków dorosłych (Tab. 2, Tab. 3). Autorzy konkludują, że szczególnie na początku składania jaj temperatura plamy lęgowej u badanego gatunku związana jest z czynnikami środowiskowymi, takimi jak data składania jaj oraz aspektami fizjologicznymi związanymi z kondycją ptaków.

Słowa kluczowe

EN

bird; sea bird; brood patch area; temperature; development; Magellanic Penguin; Penguin; Spheniscus magellanicus; breeding biology; incubation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2016
• Tom: 51
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.1-11,fig.,ref.

Twórcy

autor

Barrionuevo M.

• Centro de Investigaciones de Puerto Deseado-Universidad Nacional de la Patagonia Austral-CONICET, Av.Prefectura s/n, cc 238, 9050, Puerto Deseado, Santa Cruz, Argentina

autor

Marchisio N.

• Centro de Investigaciones de Puerto Deseado-Universidad Nacional de la Patagonia Austral-CONICET, Av.Prefectura s/n, cc 238, 9050, Puerto Deseado, Santa Cruz, Argentina

autor

Frere E.

• Centro de Investigaciones de Puerto Deseado-Universidad Nacional de la Patagonia Austral-CONICET, Av.Prefectura s/n, cc 238, 9050, Puerto Deseado, Santa Cruz, Argentina
• Wildlife Conservation Society, Amenabar 1595, C1426AKC, Buenos Aires, Argentina

Bibliografia

• Barrionuevo M., Frere E. 2015. Egg temperature and initial brood patch area determine hatching asynchrony in Magellanic Penguin Spheniscus magellanicus. J. Avian Biol. 47: 16-25.
• Bartlett T. L., Mock W., Schwagmeyer P. L. 2005. Division of labor: incubation and biparental care in House Sparrows (Passer domesticus). Auk 122: 835-842.
• Boersma P. D. 1990. Asynchronous hatching and food allocation in the Magellanic Penguin Spheniscus magellanicus. Acta XX Congr. Intern. Ornithol. 2: 961-973.
• Boersma P. D., Rebstock G. A. 2010. Calculating egg volume when shape differs: when are equations appropriate? J. Field Ornithol. 81: 442-448.
• Boersma P. D., Stokes D. L., Yorio P. M. 1990. Reproductive variability and historical change of Magellanic Penguins (Spheniscus magellanicus) at Punta Tombo, Argentina. In: Davis L., Darby J. (eds). Penguin biology. Academic Press, San Diego, CA, pp. 15-43.
• Brummermann M., Reinertsen R. E. 1991. Adaptation of homeostatic thermoregulation: comparison of incubating and non-incubating Bantam hens. J. Comp. Physiol. B 161: 133-140.
• Burger A. E., Williams A. J. 1979. Egg temperatures of the rock- hopper penguin and some other penguins. Auk 96: 100-105.
• Chardine J. W., Morris R. D. 1983. Nocturnal desertion patterns: influence on hatching synchrony in Ring-billed Gulls Larus delawarensis. Ibis 125: 389-396.
• Crawley M. J. 2007. The R Book. Wiley, West Sussex, UK.
• Dann P. 1988. An experimental manipulation of clutch size in the Little Penguin Eudyptula minor. Emu 88: 101-103.
• Deeming D. C. 2008. Avian brood patch temperature: Relationships with female body mass, incubation period, developmental maturity and phytogeny. J. Therm. Biol. 33: 345-354.
• Farmer C. G. 2000. The key to understanding endothermy and other convergent features in birds and mammals. Am. Nat. 155: 326-334.
• Fisher S. A., Bortolotti G. R., Fernie K. J., Bird D. M., Smits J. E. 2006. Behavioral variation and its consequences during incubation for American kestrels exposed to polychlorinated biphenyls. Ecotox. Environ. Safety 63: 226-235.
• Frere E., Gandini P., Boersma P. D. 1992. Effects of nest type and location on reproductive success of the Magellanic Penguin Spheniscus magellanicus. Marine Ornithology 20: 1-6.
• Frere E., Gandini P. A., Boersma P. D. 1996. [Particular aspects of the reproductive biology and population trend in Magellanic penguin (Spheniscus magellanicus) in the colony of Cabo Virgenes, Santa Cruz, Argentina]. Hornero 14: 50-59.
• Gandini P. A., Frere E., Holik T. M. 1992. [Implications of the differences in body size between colonies using morphometric measurements as a method of sexing in Spheniscus magellanicus]. Hornero 13: 211-213.
• Haftom S., Reinertsen R. E. 1985. The effect of temperature and clutch size on the energetic cost of incubation in a free- living Blue Tit (Parus caeruleus). Auk 102: 470-478.
• Handrich Y. 1989. Incubation water toss in King Penguin egg. I. Change in egg and brood pouch parameters. Physiol. Zool. 62: 96-118.
• Hill D. L., Lindström J., McCafferty D. J., Nager R. G. 2014. Female but not male Zebra Finches adjust heat output in response to increased incubation demand. J. Exp. Biol. 217: 1326-1332.
• Jakubas D., Wojczulanis-Jakubas K. 2014. Consequences of experimental clutch enlargement in a High Arctic single- egg layer, the Little Auk (Alle alle). Can. J. Zool. 92: 681-687.
• Jones R. E. 1971. The incubation patch of birds. Biol. Rev. 46: 315-339.
• Jónsson J. E., Afton A. D., Alisauskas R. T., Bluhm C. K., El Halawani M. E. 2006. Ecological and physiological factors affecting brood patch area and prolactin levels in arctic-nesting geese. Auk 123: 405-418.
• Lea R. W., Klandorf H. 2002. The brood patch. In: Deeming D. C. (ed.). Avian incubation: Behavior, environment and evolution. Oxford University Press, Oxford, UK., pp. 100- 118.
• Manuwal D. A. 1974. The incubation patches of Cassin's Auklet. Condor 76: 481-484.
• Massaro M., Davis L. S., Scott R. 2006. Plasticity of brood patch development and its influence on incubation periods in the Yellow-eyed Penguin Megadyptes antipodes: An experimental approach. J. Avian Biol. 37: 497-506.
• Massaro M., Setiawan A. N., Davis L. S. 2007. Effects of artificial eggs on prolactin secretion, steroid levels, brood patch development, incubation onset and clutch size in the Yellow-eyed Penguin (Megadyptes antipodes). Gen. Comp. Endoer. 151: 220-229.
• Niizuma Y., Takagi M., Senda M., Chochi M., Watanuki Y. 2005. Incubation capacity limits maximum clutch size in Black-tailed Gulls Larus crassirostris. J. Avian Biol. 36: 421-427.
• Pinheiro J., Bates D., DebRoy R„ Sarkar D., R Core Team. 2015. Linear and nonlinear mixed effects models. R package version 3.1-121.
• R Development Core Team. 2010. R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
• Rebstock G. A., Boersma P. D. 2011. Parental behavior controls incubation period and asynchrony of hatching in Magellanic Penguins. Condor 113: 316-325.
• Runde O. J., Barrett R. T. 1981. Variations in egg size and incubation period of the Kittiwake Rissa tridactyla in Norway. Ornis Scand. 12: 80-86.
• Seddon P. J. 1989. Patterns of nest relief during incubation, and incubation period variability in the Yellow-eyed Penguin. New Zeal. J. Zool. 16: 393-400.
• St. Clair C. C. 1990. Mechanisms of brood reduction in Fiord-land Crested Penguins, Eudyptes pachyrhynchus. M.S. Thesis, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand.
• St. Clair C. C. 1992. Incubation behavior, brood patch formation and obligate brood reduction in Fiorland Crested Penguins. Behav. Ecol. Sociobiol. 31: 409-416.
• St. Clair C. C. 1998. What is the function of first eggs in crested penguins? Auk 115: 478-482.
• Statsoft Inc. 2004. Statistica for Windows. V. 7. Tulsa, UK.
• Systat Software Inc. 2006. Sigma Plot for Windows. V. 10.0. San Jose, CA.
• Webb D. R. 1987. Thermal tolerance of avian embryos: A review. Condor 89: 874-878.
• Wiebe K. L., Bortolotti G. R. 1993. Brood patches of American Kestrels: an ecological and evolutionary perspective. Ornis Scand. 24: 197-204.
• Wiebe K. L., Bortolotti G. R. 2000. Parental interference in sibling aggression in birds: what should we look for? Ecoscience 7:1-9.
• Williams T. D. 1995. The Penguins. Oxford University Press, New York.
• Williams T. D., Croxall J. P. 1991. Chick growth and survival in Gentoo Penguins (Pygoscelis papua): effect of hatching asynchrony and variation in food supply. Polar Biol. 11: 197-202.
• Winkler D. W., Walters J. R. 1983. The determination of clutch size in precocial birds. Curr. Ornithol. 1: 33-68.
• Yorio P., Boersma P. D. 1994. Causes of nest desertion during incubation in the Magellanic Penguin (Spheniscus mageuanicus). Condor 96: 1076-1083.
• Yorio P., García Borboroglu P., Potti J., Moreno J. 2001. Breeding biology of Magellanic Penguins Spheniscus magellanicus at Golfo San Jorge, Patagonia, Argentina. Mar. Ornithol. 29: 75-79.

Identyfikatory

DOI

10.3161/00016454AO2016.51.1.001