Isotopic fractionation and turnover in captive Garden Warblers (Sylvia borin): implications for delineating dietary and migratory associations in wild passerines

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Abstract:

There is currently a great deal of interest in using stable-isotope methods to investigate diet and migratory connections in wild passerines. To apply these methods successfully, it is important to understand how stable isotopes discriminate or change between diet and the tissue of interest and what the element-turnover rates are in metabolically active tissues. Of particular use are studies that sample birds non-destructively through the use of blood and feathers. We investigated patterns of isotopic discrimination between diet and blood and feathers of Garden Warblers (Sylvia borin) raised on an isotopically homogeneous diet (48% C, 5% N) and then switched to one of two experimental diets, mealworms (56.8% C, 8.3% N) and elderberries, Sambucus niger (47.4% C, 1.5% N). We established that the discrimination factors between diet and blood appropriate for stable carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) isotopes are +1.7‰ and +2.4‰, respectively. For feathers, these values were +2.7‰ and +4‰, respectively. Turnover of elemental nitrogen in whole blood was best approximated by an exponential-decay model with a half-life of 11.0 ± 0.8 days (mean ± SD). Corresponding turnover of carbon was estimated to range from 5.0 ± 0.7 to 5.7 ± 0.8 days. We conclude that this decoupling of nitrogen- and carbon-turnover rates can be explained by differences in metabolic routing of dietary macromolecules. Our results suggest that tracking frugivory in migratory passerines that switch diets between insects and fruits may be complicated if only a trophic-level estimate is made using δ15N measurements.

L'utilisation des méthodes d'isotopes stables pour étudier le régime alimentaire et les liens migratoires chez les passereaux sauvages suscite actuellement beaucoup d'intérêt. Pour appliquer ces méthodes avec succès, il est important de comprendre comment les isotopes stables permettent la discrimination et comment ils changent entre le régime alimentaire et le tissu étudié, ainsi que de savoir quel est le taux de remplacement des éléments dans les tissus métaboliquement actifs. Les études des oiseaux vivants par prélèvement de sang ou de plumes sont particulièrement utiles. Nous avons déterminé les patterns de discrimination isotopique entre la régime alimentaire, d'une part, et le sang et les plumes, d'autre part, chez des fauvettes des jardins (Sylvia borin) élevées à un régime alimentaire isotopiquement homogène (48 % C, 5 % N), puis transférées à deux régimes expérimentaux composés de vers de farine (56,8 % C, 8,3 % N) ou de baies de sureau, Sambucus niger (47,4 % C, 1,5 % N). Les facteurs de discrimination entre le régime alimentaire et le sang correspondant aux isotopes stables de carbone (δ13C) et d'azote (δ15N) sont respectivement de +1,7 ‰ et de +2,4 ‰. Dans le cas des plumes, les valeurs respectives sont de +2,7 ‰ et de +4 ‰. Le taux de remplacement de l'azote élémentaire dans le sang entier se décrit le mieux par un modèle exponentiel de décomposition avec une demi-vie de 11,0 ± 0,8 jours (moyenne ± écart type). Le taux de remplacement correspondant pour le carbone varie de 5,0 ± 0,7 à 5,7 ± 0,8 jours. La dissociation des taux de remplacement de l'azote et du carbone s'explique, selon nous, par des différences dans le cheminement métabolique des macromolécules alimentaires. Nos résultats laissent croire que l'identification de la frugivorie chez les passereaux migrateurs qui changent leur régime alimentaire d'insectes pour un régime de fruits peut s'avérer difficile, si on ne fait qu'estimer le niveau trophique à l'aide de mesures de δ15N.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2003

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