Geographic variation in egg measurements of the Lapwing Vanellus vanellus

• Autorzy: Chylarecki P , Kuczynski L , Vogrin M , Tryjanowski P

Warianty tytułu

PL

Zmiennosc geograficzna wymiarow jaj czajki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Geographic variation in egg measurements (egg breadth, length, volume and shape index), was studied in Lapwing, based of the published data from Europe and Asia. Egg size was found to vary significantly with geographic location. Mean egg breadth and volume decreased with longitude and increased with latitude, and this relationship explained 42% and 49%, respectively of their variation among study areas. Mean egg length, and to lesser extent egg shape index, showed an U-shaped relationship with longitude, accounting for 29% and 20%, respectively of their variation between localities. The resultant NW- SE dine in egg size was well pronounced in Europe, with largest eggs laid in Great Britain, N Spain and Norway and smallest in SE Europe. Lapwings breeding in Asia laid eggs consistently narrower and less voluminous than European breeders. In E Asia egg length was however almost as long as in NW Europe. The geographic pattern in egg size corresponds with gradient in oceanic characters of the climate. Precipitation and temperature were suggested as possible factors affecting — via the level of food resources available to laying females — geographic variation in Lapwing egg size. Clinal variation in female body size might be another contributing factor.

PL

Celem pracy było zweryfikowanie twierdzenia (Cramp & Simmons 1983), iż wielkość jaj czajki nie wykazuje zmienności geograficznej. Przeanalizowano publikowane dane (patrz Appendix) o wymiarach jaj czajki pochodzące z 42 stanowisk w Europie i Azji (ryc. 1), reprezentujących większość areału lęgowego gatunku. Analizowano średnie wartości 4 parametrów wielkości jaj: szerokości (B), długości (L), objętości (V) i wskaźnika kształtu (S). Objętość była szacowana na podstawie wzoru Galbraitha (1988): V = 0.457 * L * B²/1000. Wskaźnik kształtu zdefiniowany był jako L/B. Dla każdego z parametrów testowano, za pomocą regresji wielokrotnej, jego zależność od długości i szerokości geograficznej stanowiska. Wielkość jaj wykazywała istotne zróżnicowanie geograficzne. Średnia szerokość i objętość jaj czajki zmniejszały się wraz z długością geograficzną i rosły z szerokością geograficzną (ryc. 2 i 6, tab. 2 i 4). Zależność ta, w analizowanej próbie, wyjaśniała 42% zmienności w szerokości jaj oraz 49% zmienności w objętości jaj. Wpływ szerokości geograficznej był wyraźnie słabszy niż długości geograficznej. Średnia długość jaj, a w mniejszym stopniu również wskaźnik kształtu, wykazywały U-kształtną zależność od długości geograficznej (ryc. 4; tab. 3 i 5). Wyjaśniała ona odpowiednio 29% i 20% zmienności geograficznej tych parametrów. Dodatkowo, w granicach Europy, średnia długość jaj nieznacznie wzrastała z szerokością geograficzną. W rezultacie, wszystkie parametry wielkości jaj wykazywały w Europie wyraźną klinalną zmienność (ryc. 3, 5 i 7), przebiegającą wzdłuż osi NW-SE. Największe jaja składane były przez czajki z populacji gniazdujących w Wlk. Brytanii, Norwegii i północnej Hiszpanii. Najmniejsze jaja były składane w południowo-wschodniej Europie. Jaja czajek azjatyckich miały generalnie mniejszą objętość i były węższe niż ptaków gniazdujących na północnym zachodzie Europy. Jednakże ptaki ze wschodniej Azji składały jaja równie długie jak w północno-zachodniej Europie. Stwierdzona geograficzna zmienność wielkości jaj czajki pokrywa się w znacznej mierze z klinalną zmiennością klimatu w gradiencie od klimatu morskiego (atlantyckiego) do kontynentalnego. Współzależność ta nie ogranicza się jedynie do Europy i wyjątkowo długie jaja czajek ze wschodniej Azji odpowiadają strefie wysokich opadów stwierdzanych w tym rejonie. Tak więc, stwierdzone zróżnicowanie wielkości jaj czajki może być pochodną zmienności czynników determinujących morskość klimatu, takich jak opad roczny i temperatura. Tereny położone w strefie klimatu morskiego, z dużą ilością opadów, prawdopodobnie charakteryzują się większą dostępnością pokarmu (dżdżownic) w lepiej uwilgoconej glebie, niż tereny kontynentalne, z bardziej suchymi wiosnami. Wczesną wiosną, w okresie formowania jaj, samice czajki odżywiają się przede wszystkim dżdżownicami, preferując miejsca wilgotne, gdzie zagęszczenia tych pierścienic w górnej warstwie gleby są największe. Wykazywano, że objętość jaj czajki jest dodatnio uzależniona od dostępu do bogatych żerowisk (Baines 1990, Blomqvist & Johansson 1995) oraz, że objętość jaj koreluje z kondycją samicy (Galbraith 1988, Smykla 1991). Można zatem spodziewać się istnienia podobnych zależności w szerszej skali geograficznej. Dodatkowo, w rejonach o kontynentalnym klimacie, rolę może odgrywać niższa temperatura minimalna w okresie wiosennym, której wpływ na wielkość jaj również wykazywano w literaturze (Jarvinen & Pryl 1989, Magrath 1992, Ojanen et al. 1981, Williams & Cooch 1996). Podobny obraz zmienności wielkości jaj w północnej Europie stwierdzono dla siedmiu innych gatunków siewkowców (Vaisanen 1977), wyjaśniając go także w kategoriach zróżnicowania w stopniu morskości klimatu. Innym czynnikiem objaśniającym stwierdzony obraz zmienności wymiarów jaj może być klinalna zmienność wielkości ciała ptaków dorosłych. Dla czajki brak wprawdzie, jak dotąd, danych mówiących o zmienności geograficznej rozmiarów ciała, ale istnienie takiego zróżnicowania jest wysoce prawdopodobne, biorąc pod uwagę rozległy zasięg gatunku, wysoką powracalność do miejsca poprzedniego gniazdowania i znaczną filopatrię (Thompson et al. 1994; patrz jednak Imboden 1974, Mead et al. 1968). Korelacje pomiędzy wielkością ciała a wielkością jaj w różnych populacjach geograficznych stwierdzano u kilku innych gatunków ptaków (Vaisanen 1969, Manning 1978, Svensson 1978). Proponowane wyżej wyjaśnienia nie wykluczają się wzajemnie i różne czynniki (poziom opadów atmosferycznych, temperatura, wielkość ciała) mogą jednocześnie kształtować geograficzną zmienność wymiarów jaj czajki. W szczególności, możliwe jest, że szerokość jaj zależna jest od innych czynników niż długość jaj. Potwierdzeniem tego jest brak korelacji pomiędzy szerokością a długością jaj w analizowanej próbie (r = 0,18, P = 0,31). Uzyskane wyniki przystają do powszechnie stwierdzanego trendu do wzrostu wielkości zniesienia (lub szerzej: wysiłku reprodukcyjnego) wraz z rosnącą szerokością geograficzną (Cockburn 1991, Perrins & Birkhead 1983, Stearns 1992). W połączeniu z wynikami Vaisanena (1977), nasze rezultaty sugerują, że wśród ptaków o raczej ograniczonej zmienności wielkości lęgu (takich jak siewkowce, składające z reguły 4 jaja) powyższa tendencja przejawia się raczej w zmianach wielkości jaj niż ich ilości. Co więcej, wśród siewkowców, stwierdzane trendy w wysiłku reprodukcyjnym są daleko bardziej związane z długością geograficzną niż szerokością geograficzną. W sumie, wydaje się, że zróżnicowanie geograficzne wielkości jaj czajki i gatunków pokrewnych jest pochodną różnic w dostępności pokarmu, kształtowanych przez czynniki klimatyczne.

Słowa kluczowe

PL

ptaki; jaja ptasie; zmiennosc cech; Charadriidae; Vanellus vanellus; cechy biometryczne; siewkowate; ornitologia; czajka; zmiennosc geograficzna

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 1997
• Tom: 32
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.137-148, rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Chylarecki P

• Instytut Ekologii PAN, Nadwislanska 108, 80-680 Gdansk

autor

Kuczynski L

• Instytut Biologii Środowiska, Uniwersytet Adama Mickiewicza, ul. Szamarzewskiego 91A, 60-659 Poznań

autor

Vogrin M

• Hotinjska cesta 108, 2312 Orehova vas, Slovenia

autor

Tryjanowski P

• Instytut Biologii Środowiska, Uniwersytet Adama Mickiewicza, ul. Fredry 10, 61-701 Poznań

Bibliografia

• Arcese P., Smith J. N. M. 1988. Effects of population density and supplemental food on reproduction in Song Sparrows. J. Anim. Ecol. 57:119-136.
• Baines D. 1990. The roles of predation, food and agricultural practice in determining the breeding success of the Lapwing Vanellus vanellus on upland grasslands. J. Anim. Ecol. 59:915-929.
• Berg A. 1993. Habitat selection by monogamous and polygamous lapwings on farmland - the importance of foraging habitats and suitable nest sites. Ardea 81:99-105.
• Beser H. J., Beser M. 1988. Eimasse des Kiebitzes (Vanellus vanellus). Charadrius 24:225-235.
• Blomqvist D., Johansson О. C. 1995. Trade-offs in nest site selection in coastal populations of Lapwings Vanellus vanellus. Ibis 137: 550- 558.
• Blomqvist D., Johansson O. G, Gotmark F. 1997. Parental quality and egg size affect chick survival in a precocial bird, the lapwing Vanellus vanellus. Oecologia 110:18-24
• Bolton M., Houston D., Monaghan P. 1992. Nutritional constraints on egg formation in lesser black-backed gull: an experimental study. J.Anim.Ecol. 61:521-532.
• Boutin S. 1990. Food supplementation experiments with terrestrial vertebrates: patterns, problems, and the future. Can. J. Zool. 68: 203-220.
• Byrkjedal I., Kalas J. A. 1985. Seasonal variation in egg size in Golden Plover Pluvialis apricaria and Dotterel Charadrius morinellus populations. Ornis Scand. 16:108-112.
• Byrkjedal I., Gronstol G. B., Lislevand T., Pedersen K. M., Sandvik H., Stalheim S. 1997. Mating systems and territory in Lapwings Vanellus vanellus. Ibis 139:129-137.
• Charnov E. L., Downhower J. F. 1995. A trade-off invariant life- history rule for optimal offspring size. Nature 376:418-419.
• Charnov E. L., Downhower J. F., Brown L. P. 1995. Optimal offspring sizes in small litters. Evol. Ecol. 9:57-63.
• Cockburn A. 1991. An Introduction to Evolutionary Ecology. Oxford.
• Cody M. L. 1966. A general theory of clutch size. Evolution 20:174-184.
• Cooke F., Rockwell R. F., Lank D. B. 1995. The Snow Geese of La Perouse Bay. Oxford.
• Cramp S., Simmons K. E. L. (eds.) 1983. The Birds of the Western Palearctic, vol. 3. Oxford.
• Ferianc O. 1964. [Birds of Slovakia, vol. 1.]. Bratislava.
• Foger M., Pegoraro K. 1996. Uber den Einfluss der Ernährung auf die Eigrosse der Kohlmeise Parus major. J. Orn. 136:329-335.
• Galbraith H. 1988. Effects of egg size and composition on the size, quality and survival of Lapwing Vanellus vanellus chicks. J. Zool. 214:383-398.
• Glutz von Blotzheim N. U., Bauer K. M., Bezzel E. 1975. Handbuch der Vogel Mitteleuropas. Charadriiformes. Wiesbaden.
• Gronstol G. B. 1997. Correlates of egg-size variation in polygynously breeding Northern Lapwings. Auk 114:507-512.
• Hegyi Z. 1996. Laying date, egg volumes and chick survival in Lapwing (Vanellus vanellus L.), Redshank (Tinga totanus L.), and Black-tailed Godwit (Limosa limosa L.). Ornis Hung. 6:1-7.
• Hendricks P. 1997. Geographical trends in clutch size: A range-wide relationship with laying date in American Pipits. Auk 114:773-778.
• Hepp G. R., Stangohr D. J., Baker L. A., Kennamer R. A. 1987. Factors affecting variation in the egg and duckling components of Wood Ducks. Auk 104:435-443.
• Hill W. L. 1988. The effect of food abundance on the reproductive patterns of coots. Condor 90: 324-331.
• Hogstedt G. 1974. Length of the pre-laying period in the Lapwing Vanellus vanellus L. in relation to its food resources. Orns Scand. 5:1-4.
• Holz R., Starke W. 1991. Eigrossen von Lachmöwen (Larus ridibundus) — Ausdruck der Arealstruktur and ökologisch relevantes Umwelteinflüsse?. Okol.Vogel 13:193-211
• Hudec K., Cerny W. (eds.) 1977. [Fauna CSSR. Birds - Aves. Vol. 2]. Praha.
• Imboden C. 1974. Zug, Fremdansiedlung und Brutperiode des Kiebitz Vanellus vanellus in Europe. Orn. Beob. 71:5-134.
• Jarvinen A., Pryl M. 1989. Egg dimensions of the Great Tit Parus major in southern Finland. Ornis Fennica 66:69-74.
• Johnston C. A. 1998. Geographic Information Systems in Ecology. Oxford.
• Jonsson P. E. 1987. Sexual size dimorphism and disassortative mating in the Dunlin Calidris alpina schinzii in southern Sweden. Ornis Scand. 18:257-264.
• Jourdain F. C. R. 1906. The Eggs of European Birds. London.
• Kostin J. W. 1983. [Birds of the Crimea]. Moskva.
• Kuczyński L. 1994. [Geographic variation in egg size of the Lapwing (Vanellus vanellus)]. Przegl. Przyr. 5 (2): 47-55.
• Larionov A. G. 1984. [Materials on distribution and biology of the Lapwing at the area between Lena and Amga]. In: [Fauna and Ecology of Birds of Eastern Siberia]. Irkutsk.
• Laurila T., Hario M. 1988. Environmental and genetic factors influencing clutch size, egg volume, date of laying and female weight in the common eider. Finnish Game Research 45:19-30.
• Lebed E. A. 1996. [Lapwing in the forest steppe at Dnepr] Berkut 5: 31-38.
• L'Hyver M.-A., Miller E. H. 1991. Geografie and local variation in nestling phenology and clutch size of the Black Oystercatcher. Condor 93:892-903.
• Liker A. 1992. [Breeding biology of the Lapwing (Vanellus vanellus) in alkaline grassland], Ornis Hung. 2: 61-66.
• Lloyd D. G. 1987. Selection of offspring size at independence and other size-versus-number strategies. Am. Nat. 129:800-817.
• MacInnes C. D., Dunn E. H. 1988. Components of clutch size variation in Arctic-nesting Canada Geese. Condor 90:83-89.
• Magrath R. D. 1992. Seasonal changes in egg-mass within and among clutches of birds: general explanation and a field study of the Blackbird Turdus merula. Ibis 134:171-179.
• Makatsch W. 1974. Die Eier der Vogel Europas. Vol. 1. Radebeul.
• Manning T. H. 1978. Measurements and weights of eggs of the Canada goose, Branta canadensis, analyzed and compared with those of other species. Can. J. Zool. 56:676-687.
• Martin T. E. 1987. Food as a limit on breeding birds: A life-history perspective. Annu. Rev. Ecol. Syst. 18:453-487.
• Mead C. J., Flegg J. J., Cox C. J. 1968. A factor inhibiting subspecific differentiation in the Lapwing. Bird Study 15:105-106.
• Murton R. K., Westwood N. J. 1974. Some effects of agricultural change on the English avifauna. Brit. Birds 67:41-69.
• Nager R. G., Ruegger C., Van Noordwijk A. J. 1997. Nutrient or energy limitation on egg formation: a feeding experiment in great tits. J. Anim.Ecol. 66:495-507.
• Ojanen M. 1983. Significance of variation in egg traits in birds, with special reference to passerines. Acta Univ. Oul. A 154:1-61.
• Ojanen M., Orell M., Vaisanen R. A. 1981. Egg size variation within passerne clutches: effects of ambient temperature and laying sequence. Ornis Fennica 58:93-108.
• Opermanis O., Aunis A. 1995. [Breeding biology of Lapwing Vanellus vanellus in habitats with different human impact]. Putni daba 5: 2-16.
• Perrins C. M., Birkhead T. R. 1983. Avian Ecology. Glasgow.
• Price T., Liou L. 1989. Selection on clutch size in birds. Am. Nat. 134: 950-959.
• Ramsay S. L., Houston D. C. 1997. Nutritional constraints on egg production in the blue tit: a supplementary feeding study. J. Anim. Ecol. 66: 649-657.
• Ricklefs R. E. 1980. Geographical variation in clutch size among passerine birds: Ashmole's hypothesis. Auk 97:38-49.
• Royama T. 1969. A model for the global variation of clutch size in birds. Oikos 20:562-567.
• Salek M. 1995. [Seasonal changes in clutch size and egg size in the Lapwing (Vanellus vanellus)]. Sylvia 31:16-25.
• Sandercock В. K. 1997. Seasonal declines in the reproductive effort of Arctic-breeding sandpipers: different tactics in two birds with an invariant clutch size. In: Sandercock B.K. Factors affecting the breeding demography of Western Sandpipers (Calidris mauri) and Semipalmated Sandpipers (C. pusilla) at Nome, Alaska. Ph.D. Thesis, Simon Fraser University, Burnaby; pp. 19-38.
• Smykla J. 1991. [Influence of food supply on egg size laid by female Lapwings Vanellus vanellus L. 1758]. M.Sc. Thesis, Jagiellonian University, Kraków.
• Stearns S. C. 1992. The Evolution of Life Histories. Oxford.
• Svensson B. W. 1978. Clutch dimensions and aspects of the breeding strategy of the Chaffinch Fringilla coelebs in northern Europe: a study based on egg collections. Ornis Scand. 9:66-83.
• Szczepanik A. 1982. [Nesting of Lapwing Vanellus vanellus L. on flooded pastures in Warta valley]. Prace Kom. Biol. Pozn. TPN 67:43-55.
• Szczepski J. B., Kozłowski P. 1958. Pomocnicze tabele ornitologiczne. Warszawa.
• Thompson P. S., Baines D., Coulson J. C, Longrigg G. 1994. Age at first breeding, philopatry and breeding site-fidelity in the Lapwing Vanellus vanellus. Ibis 136:474-484.
• Thompson P. S., Hale W. G. 1991. Age-related reproductive variation in the Redshank Tringa totanus. Ornis Scand. 22:353-359.
• Tolczin W. A. 1984. [Distribution and ecology of the Lapwing (Vanellus vanellus) in Eastern Siberia]. In: [Fauna and Ecology of Birds of Eastern Siberia]. Irkutsk.
• Vaisanen R. A. 1969. Evolution of the Ringed Plover (Charadrius hiaticula L.) during the last hundred years in Europe. Ann. Acad. Sci. Fennicae A 149:1-90.
• Vaisanen R. A., Hilden О., Soikkeli M., Vuolanto S. 1972. Egg dimension variation in five wader species: the role of heredity. Ornis Fennica 49:25-44.
• Vaisanen R. A. 1977. Geographic variation in timing of breeding and egg size in eight European species of waders. Ann.Zool. Fennici 14:1-25.
• Vaurie C. 1965. The Birds of the Palearctic Fauna. Non-Passeriformes. London.
• Verheyen R. K. 1967. Oologia Belgica. Bruxelles.
• Wiebe K. L., Bortolotti G. R. 1995. Egg size and clutch size in the reproductive investment of American kestrels. J. Zool. 237:285-301.
• Williams T. D., Cooch E. G. 1996. Egg size, temperature and laying sequence: why do Snow Geese lay big eggs when it's cold? Funct.Ecol. 10:112-118.
• Williams T. D. 1994. Intraspecific variation in egg size and egg composition in birds: effects on offspring fitness. Biol.Rev. 68:35-59.
• Williams T. D. 1996. Variation in reproductive effort in female Zebra Finches (Taeniopygia guttata) in relation to nutrient-specific dietary supplements during egg laying. Physiol.Zool. 69:1255-1275.