Body size variation of European Storm Petrels Hydrobates pelagicus in relation to environmental variables

• Autorzy: Jakubas D. , Wojczulanis-Jakubas K. , Jensen J.-K.

Warianty tytułu

PL

Zmienność wielkości ciała nawałnika burzowego w zależności od czynników środowiskowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Body size differentiation may have developed in response to environmental gradients. A pattern of large individuals prevailing in colder areas is often observed and is explained by the heat conservation hypothesis (Bergmann's rule). To understand patterns driving body size variation in a pelagic seabird, the European Storm Petrel Hydrobates pelagicus, we examined the relationship between wing length, body mass and environmental variables in breeding areas (sea surface temperature, air temperature and wind speed). As this species has been divided into two subspecies: Mediterranean H. p. melitensis and Atlantic H. p. pelagicus, we performed the analyses at different scales (species, Atlantic subspecies and regional North Atlantic). At the species and subspecies scales, there was a longitudinal increase in wing length from west to east. At the subspecies and regional scale, we found a latitudinal increase in this variable from south to north. This result and the significant increase of wing length with decreasing sea surface and air temperatures are concordant with Bergmann's rule. In addition, body mass at the species and subspecies scales decreased with increasing wind speed, what may have a functional implication (small body mass may increase manoeuvrability over waves in conditions of stronger wind). Both genetic (two subspecies differing in body size) and environmental factors seem to be important forces driving intercolony variation in body size. Our study on sexual size dimorphism (SSD) revealed that in 156 molecularly sexed adults from the Faeroes, wing and tail length, and body mass exhibited female-biased SSD, while head-bill length showed male-biased SSD. The best discriminant function for sexing based on body measurements correctly classified 75% of individuals. Considering low correctness of proposed functions and geographical variation of body size, use of alternative methods (e.g. molecular tools) is recommended for sex discrimination in the European Storm Petrel.

PL

Zmienność wielkości ciała może wyewoluować w odpowiedzi na gradienty zmiennych środowiskowych. Często obserwuje się, że większe osobniki występują na zimniejszych obszarach, co jest tłumaczone regułą zachowania ciepła (reguła Bergmanna). Aby rozpoznać czynniki wpływające na zmienność wielkości ciała u pelagicznego ptaka morskiego, nawałnika burzowego, zbadaliśmy zależność między długością skrzydła i masą ciała a zmiennymi środowiskowymi (temperatura powierzchni morza, temperatura powietrza, prędkość wiatru) na najważniejszych lęgowiskach (Tab. 1, Fig. 2, Apendyks 1, 2). Ponieważ u badanego gatunku wyróżnia się dwa podgatunki (śródziemnomorski H. p. melitensis i atlantycki H. p. pelagicus), przeprowadziliśmy analizy na różnych poziomach (gatunku, podgatunku atlantyckiego oraz regionalnym, północnoatlantyckim). W skali gatunku i podgatunku wykazaliśmy wzrost długości skrzydła w gradiencie długości geograficznej — z zachodu na wschód (Tab. 2, Fig. 3). W skali podgatunku oraz regionalnej stwierdziliśmy wzrost wartości tej zmiennej wraz z szerokością geograficzną — z południa na północ (Tab. 2, Fig. 4). Ten wynik oraz istotny wzrost długości skrzydła wraz z malejąca temperaturą powierzchni morza oraz temperaturą powietrza (Tab. 2, Fig. 5) są zgodne z regułą Bergmanna. Również udało się ustalić, że w skali gatunku i podgatunku masa ciała spada wraz ze wzrostem siły wiatru (Tab. 2), co może mieć znaczenie funkcjonalne — mniejsza masa ciała może zwiększać manewrowość ponad falami w warunkach silniejszego wiatru. Badania dotyczące dymorfizmu płciowego wykazały, że u 156 dorosłych osobników o molekularnie oznaczonej płci schwytanych na Wyspach Owczych, długość skrzydła i ogona oraz masa ciała charakteryzowały się dymorfizmem płciowym z większymi wymiarami u samic, a w przypadku długości głowy z dziobem — z większymi wartościami u samców (Tab. 3, Fig. 6). Najskuteczniejsza funkcja dyskryminacyjna do oznaczania płci prawidłowo sklasyfikowała 75% osobników. Biorąc pod uwagę niewielką sprawność zaproponowanej funkcji, zastrzeżenia do funkcji zaproponowanych przez innych autorów (Tab. 4) jak i zmienność geograficzną rozmiarów ciała, do oznaczania płci u nawałnika burzowego zaleca się stosowanie alternatywnych metod (np. molekularnych).

Słowa kluczowe

EN

body size variation; European Storm Petrel; Hydrobates pelagicus; environmental variability; sea bird; sexual dimorphism; discriminant function analysis

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2014
• Tom: 49
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.71-82,fig.,ref.

Twórcy

autor

Jakubas D.

• Department of Vertebrate Ecology and Zoology, University of Gdansk, Wita Stwosza 59, 80–308 Gdansk, Poland

autor

Wojczulanis-Jakubas K.

• Department of Vertebrate Ecology and Zoology, University of Gdansk, Wita Stwosza 59, 80–308 Gdansk, Poland

autor

Jensen J.-K.

• I Geilini 37, FO–270, Nolsoy, Faroe Islands

Bibliografia

• Ainley D. G. 1980. Geographic variation in Leach's Stormpetrel. Auk 97: 837-853.
• Albores-Barajas Y. V., Massa B., Griffiths K., Soldatini C. 2010. Sexual dichromatism in Mediterranean storm petrels Hydrobates pelagicus melitensis. Ardeola 57: 333-337.
• Albores-Barajas Y. V., Riccato F., Fiorin R., Massa B., Torricelli P., Soldatini C. 2011. Diet and diving behaviour of European Storm Petrels Hydrobates pelagicus in the Mediterranean (ssp. melitensis). Bird Study 58: 208-212.
• Andersson M. 1994. Sexual selection. Princeton Univ. Press.
• Andersson M., Norberg R. A. 1981. Evolution of reversed sexual size dimorphism and role partitioning among raptors, with a size scaling of flight performance. Biol. J. Linn. Soc. 15: 105-130.
• Barbraud C., Jouventin P. 1998. What causes body size variation in the Snow Petrel Pagodroma nivea? J. Avian. Biol. 29: 161-171.
• Barrett R. T., Anker-Nielsen T., Krasov Y. V. 1997. Can Norwegian and Russian Razorbills Alca torda be identified by their measurements? Mar. Ornithol. 25: 5-8.
• Bergmann C. 1847. Über die verhaltnisse der warnoekonomie der thiere zu ihrer grosse. Gottinger Studien 1: 595-708.
• BirdLife International 2013. Species factsheet: Hydrobates pelagicus. Available at: http://www.birdlife.org, accessed on 19.12.2013.
• Blackburn T. M., Gaston K. J., Loder N. 1999. Geographic gradients in body size; a clarification of Bergmann's rule. Divers. Distrib. 5:165-174.
• Blanckenhorn W. U. 2000. The evolution of body size: what keeps organisms small? Q. Rev. Biol. 75: 385-407.
• Boersma P. D., Davies E. M. 1987. Sexing monomorphic birds by vent measurements. Auk 104: 779-783.
• Bourgeois K., Cure C., Legrand J., Gómez-Díaz E., Vidal E., Aubin T., Mathevon N. 2007. Morphological versus acoustic analysis: what is the most efficient method for sexing yelkouan shearwaters Puffinus yelkouan? J. Ornithol. 148: 261-269.
• Bretagnolle V. 1992. Variation géographique des vocalisations de pétrels ouest-paléarctiques et suggestions taxonomiques. Alauda 60: 251-252.
• Bretagnolle V., Zotier R. 1998. Levels of endemism in Mediterranean Procellariiformes: evidence from morphometries, behaviour and genetics. In: Walmsley J., Goutner V., El Hili A., Sultana J. (eds). Ecologie des oiseaux marins et gestion intégrée du littoral en Méditerranée. IV. Symposium Méditerranée des oiseaux marins. Tunis: Les amis des oiseaux & Medmaravis, pp. 10-30.
• Castro G. D., Delgado J. D., González J., Wink M. 2013. Sexual size dimorphism in the extreme SW breeding population of the European Storm Petrel Hydrobates pelagicus (Aves: Procellariformes). Vertebrate Zool. 63: 313-320.
• Cagnon C., Lauga B., Hémery G., Mouchès C. 2004. Phylogeographic differentiation of storm petrels (Hydrobates pelagicus) based on cytochrome b mitochondrial DNA variation. Mar. Biol. 145: 1257-1264.
• Carboneras C. 1992. Hydrobatidae (Storm-Petrels). In: del Hoyo J., Elliott A., Sargatal J. (eds). Handbook of the birds of the world. Vol. 1. Lynx Edicions, Barcelona, pp. 258-271.
• Cramp S. 1998. The Complete Birds of the Western Palearctic on CDROM. Oxford University Press, Software Optimedia.
• Croxall J. P.1982. Sexual dimorphism in Snow Petrels Pagodroma nivea. Notornis 29: 171-180.
• Croxall J. P.1995. Sexual size dimorphism in seabirds. Oikos 73: 399-403.
• Croxall J. P., Ricketts C. 1983. Energy costs of incubation in the Wandering Albatross Diomedea exulans. Ibis 125: 33-39.
• D'Elbee J., Hemery G. 1998. EHet and foraging behaviour of the British Storm Petrel Hydrobates pelagicus in the Bay of Biscay during summer. Ardea 86:1-10.
• Davis P. 1957. The breeding of the storm petrel. Br. Birds 50: 85-101, 371-384.
• Dechaume-Moncharmont F.-X., Monceau K., Cezilly F. 2011. Sexing birds using discriminant function analysis: a critical appraisal. Auk 128: 78-86.
• Einoder L. D., Page B., Goldsworthy S. D. 2008. Sexual size dimorphism and assortative mating in the Short-tailed Shearwater Puffinus tenuirostris. Mar. Ornithol. 36: 167-173.
• Evans P. G. H. 1977. Results of ringing seabirds on the Kerry Islands. Irish Birds 1: 46-56.
• Fairbairn D. J. 1997. Allometry for sexual size dimorphism: pattern and process in the coevolution of body size in males and females. Annu. Rev. Ecol. Syst. 28: 659-687.
• Figuerola J. 1999. A comparative study on the evolution of reversed size dimorphism in monogamous waders. Biol. J. Linn. Soc. 67: 1-18.
• Fowler J. A., Hulbert M. E., Smith G. 1986. Sex ratio in a sample of Storm Petrels tape-lured in Shetland. Seabird 9: 15-19.
• Fowler J. A. 2002. European Storm-petrel (Storm Petrel) Hydrobates pelagicus. In: Wernham C. V., Toms M. P., Marchant J. H., Clark J. A., Siriwardena G. M., Baillie S. R. (eds). The Migration Atlas: movements of the birds of Britain and Ireland. T & AD Poyser, London.
• Furness R. W., Baillie S. R. 1981. Factors affecting capture rate and biometrics of storm petrels on St Kilda. Ringing & Migration 3: 137-148.
• Genevois F., Bretagnolle V. 1995. Sexual dimorphism of voice and morphology in the thin-billed prion (Pachyptila bekheri). Notornis 42: 1-10.
• Genovart M., McMinn M., Bowler D. 2003. A discriminant function for predicting sex in the Balearic Shearwater. Waterbirds 26: 72-76.
• Gladbach A., Braun C., Nordt A., Peter H.-U, Quillfeldt P. 2009. Chick provisioning and nest attendance of male and female Wilson's Storm Petrels Oceanites oceanicus. Polar Biol. 32: 1315-1321.
• Griffiths R., Double M. C., Orr K., Dawson R. J. G. 1998. A DNA test to sex most birds. Mol. Ecol. 7: 1071-1075.
• Hardouin L. A., Thompson R., Stenning M., Reby D. 2014. Anatomical bases of sex- and size-related acoustic variation in herring gull alarm calls. J. Avian Biol. 45: 157-166.
• Hashmi D., Fliege G. 1994. Autumn migration of the Storm Petrel Hydrobates plelagicus through the Strait of Gibraltar. J. Ornithol. 135: 203-207.
• Hemery G., D'Elbee E. 1985. Discrimination morphologique des populations atlantique et méditerranéenne de Pétrels Tempete Hydrobates pelagicus. Oiseaux Marins Nicheurs du Midi et de la Corse. Annales du C.R.O.P. 2: 63-67.
• James F. C. 1970. Geographie size variation in birds and its relationship to climate. Ecology 51: 365-390.
• James P. C. 1983. Storm petrel tape lures: which sex is attracted? Ringing & Migration 4: 249-253.
• James P. C. 1984. Sexual dimorphism in the voice of the British Storm Petrel Hydrobates pelagicus. Ibis 126: 89-92.
• Jehl Jr. J. R., Murray Jr. B. G. 1986. The evolution of normal and reverse sexual size dimorphism in shorebirds and other birds. Curr. Ornithol. 3: 1-86.
• Johnstone R. M., Niven B. E. 1989. Sexing Grey-faced Petrels by discriminant analysis of measurements. Notornis 36: 261-265.
• Jouventin P., Viot C. R. 1985. Morphological and genetic variability of Snow Petrels Pagodroma nivea. Ibis 127: 430-441.
• King W. B. 1974. Pelagic studies of seabirds in the central and eastern Pacific Ocean. Smithsonian Contrib. Zool. 158.
• Lalanne Y., Hémery G., Cagnon C., D'Amico F., D'Elbée J., Mouchés C. 2001. Discrimination morphologique des sous- espèces ďocéanite tempęte: nouveaux résultats pour deux populations mediterranéennes. Alauda 69: 475-482.
• Lorentsen S.-H., Røv N. 1994. Sex determination of Antarctic Petrels Thalassoica antarctica by discriminant analysis of morphometric characters. Polar Biol. 14: 143-145.
• Marks J. S., Leasure S. M. 1992. Breeding biology of Tristram's Storm-petrel on Laysan Island. Wilson Bull. 104: 719-731.
• Medeiros R. J., King R. A., Symondson W. O. C., Cadiou B., Zonfrillo B., Bolton M., Morton R., Howell S., Clinton A., Felgueiras M., Thomas R. J. 2012. Molecular evidence for gender differences in the migratory behaviour of a small seabird. PLoS ONE 7(9): e46330.
• Moen S. M. 1991. Morphologic and genetic variation among breeding colonies of the Atlantic Puffin (Fratercula arctica). Auk 108: 755-763.
• Monaghan P., Coulson J. C., Duncan N., Furness R. W., Shedden C. B., Thomas C. 1983. The geographical variation of the Herring Gull Larus argentatus within Britain and in northern Europe; a biometrical approach. Ibis 125: 412-417.
• Nygård T., Einvik K. 1991. Radio tracking of a British storm petrel Hydrobates pelagicus proves a probable new breed- ing-site in Norway. Seabird 13: 59-62.
• Sandercock B. K. 1998. Assortative mating and sexual size dimorphism in western and semipalmated sandpipers. Auk 115: 786-791.
• Sandercock B. K. 2001. What is the relative importance of sexual selection and ecological processes in the evolution of sexual size dimorphism in monogamous shorebirds? Wader Study Group Bull. 96: 64-70.
• Scott D. A. 1970. The breeding biology of the Storm Petrel. Unpubl. Ph. D. thesis, University of Oxford.
• Scott B. E., Webb A., Palmer M. R., Embling C. B., Sharpies J. 2013. Fine scale bio-physical characteristics predict the foraging occurrence of contrasting seabird species; Gannet (Morus bassanus) and Storm Petrel (Hydrobates pelagicus). Prog. Oceanogr. 117: 118-129.
• Schlitzer R. 2011. Ocean Data View. Available: http://odv.awi.de
• Seiander R. K. 1966. Sexual dimorphism and differential niche utilization in birds. Condor 68: 113-151.
• Serrano-Meneses M. A., Székely T. 2006. Sexual size dimorphism in seabirds: sexual selection, fecundity selection and differential niche-utilisation. Oikos 113: 385-394.
• Székely T., Reynolds J. D., Figuerola J. 2000. Sexual size dimorphism in shorebirds, gulls, and alcids: the influence of sexual and natural selection. Evolution 54:1404-1413.
• Székely T., Freckleton R. P., Reynolds J. D. 2004. Sexual selection explains Rensch's rule of size dimorphism in shorebirds. Proc. Natl Acad. Sci. 101: 12224-12227.
• Smith R. J. 1999. Statistics of sexual size dimorphism. J. Hum. Evol. 36: 423-459.
• Titus K., Mosher J. A., Williams B. K. 1984. Chance corrected classification for use in discriminant analysis: ecological applications. Am. Midl. Nat. 111: 1-7.
• Thorn M. D., Harrington L. A., Macdonald D. W 2004. Why are American mink sexually dimorphic? A role for niche separation. Oikos 105: 525-535.
• Vaurie C. 1965. The birds of the Palearctic fauna: non- Passeriformes. Witherby, London, UK.
• Warham J. 1990. The Petrels: Their ecology and breeding systems. Academic Press, London.
• Weidinger K., van Franeker J. A. 1998. Applicability of external measurements to sexing of the Cape petrel (Daption capense) at within-pair, within-population and between population scales. J. Zool. Lon. 245: 473-482.
• Wojczulanis-Jakubas K., Jakubas D., Welcker J., Harding A. M. A., Karnovsky N. J., Kidawa D., Steen H., Stempniewicz L., Camphuysen C. J. 2011. Body size variation of a high- Arctic seabird: the dovekie (Alle alle). Polar Biol. 34: 847-854.

Identyfikatory

DOI

10.3161/000164514X682904