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Photorefractoriness and seasonal changes in the brain in response to changes in day length in American goldfinches (Carduelis tristis)

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We examined neural and gonadal responses to photoperiod in a late-summer-breeding finch, the American goldfinch (Carduelis tristis). First we measured seasonal changes in the gonads of free-living goldfinches. Next we determined whether the gonads of goldfinches held on constant long days would eventually regress spontaneously. Finally, we compared the hypothalamic gonadotropin-releasing hormone (GnRH) system and song-control system of breeding and postbreeding birds. The results confirm that the gonads of wild goldfinches regress in late summer and show that the gonads of goldfinches held on constant long days regress spontaneously. Thus, according to at least one criterion, goldfinches become photorefractory, like other seasonally breeding songbirds. As well, goldfinches exhibited similar seasonal changes in the brain to spring-breeding birds. There was a decrease in GnRH immunoreactivity in autumn and a strong trend towards a reduction in the size of song-control regions (although this was statistically significant for only one area). Thus, although goldfinches breed late in summer as day length declines, some of their physiological responses to changes in photoperiod are similar to those that occur in spring-breeding songbirds.

Nous avons examiné les réactions neurales et gonadiques à la photopériode chez le chardonneret jaune (Carduelis tristis), qui se reproduit en fin d'été. Nous avons d'abord mesuré les changements saisonniers dans les gonades de chardonnerets en nature. Ensuite, nous avons déterminé si des chardonnerets gardés à des photopériodes constantes de jours longs subissent la régression spontanée de leurs gonades. Nous avons finalement comparé le système de l'hormone de libération de la gonadotropine (GnRH) de l'hypothalamus ainsi que le système du contrôle du chant chez des oiseaux pendant et après la reproduction. Nos résultats confirment que les chardonnerets sauvages subissent la régression de leurs gonades à la fin de l'été et que des chardonnerets gardés sous des conditions constantes de jours longs subissent une régression spontanée de leurs gonades. Ainsi, les chardonnerets sont, au moins par un critère, photoréfractaires comme d'autres oiseaux chanteurs à reproduction saisonnière. De plus, les chardonnerets subissent les mêmes changements saisonniers au cerveau que les oiseaux qui se reproduisent au printemps. Il y a une baisse de l'immunoréactivité de la GnRH à l'automne et une forte tendance à la réduction de la taille des régions qui contrôlent le chant (bien que cette tendance ne soit statistiquement significative qu'en une seule région). Ainsi, bien que les chardonnerets se reproduisent en fin d'été sous des conditions de jours qui raccourcissent, quelques-unes de leurs réactions physiologiques aux changements de photopériode sont semblables à celles d'oiseaux chanteurs qui se reproduisent au printemps.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2002

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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