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Carnivore-specific stable isotope variables and variation in the foraging ecology of modern and ancient wolf populations: case studies from Isle Royale, Minnesota, and La Brea

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We use carbon and nitrogen isotope data collected from two North American gray wolf (Canis lupus L., 1758) populations (Isle Royale and northern Minnesota) to both calculate carnivore-specific isotopic variables and investigate wolf foraging ecology. The isotopic enrichments of 13C and 15N that occur between mammalian carnivores and their prey have not been well defined in modern populations. We use bone collagen from the Isle Royale National Park wolf, moose (Alces alces (L., 1758)), and beaver (Castor canadensis Kuhl, 1820) populations to determine trophic enrichment factors of 1.3‰± 0.6‰ for 13C and 4.6‰± 0.7‰ for 15N. We apply these carnivore-specific fractionation factors to a case study from the fossil record, and reconstruct the diets of late-Pleistocene dire wolves (Canis dirus (Leidy, 1858)) from the La Brea tar pits. We use the Minnesota wolf tissue (collagen, hair, muscle) isotopic data to estimate carnivore population subsample sizes needed to replicate the mean values of the whole population within one standard deviation. Finally, we compare the Isle Royale and Minnesota collagen and hair isotopic data to published 13C and 15N values for North American gray wolf populations. We find that interpopulation differences in isotope variances provide insight into wolf foraging ecology.

Nous utilisons des données sur les isotopes de carbone et d’azote récoltées dans deux populations (Isle Royale et nord du Minnesota) de loups gris (Canis lupus L., 1758) pour calculer les variables isotopiques spécifiques aux carnivores et aussi pour étudier l’écologie alimentaire des loups. Les enrichissements isotopiques de 13C et de 15N qui se produisent entre les mammifères carnivores et leurs proies n’ont pas été bien définis dans des populations actuelles. Nous utilisons du collagène des os provenant de populations de loups, d’orignaux (Alces alces (L., 1758)) et de castors (Castor canadensis Kuhl, 1820) du parc national de l’Isle Royale pour déterminer les facteurs d’enrichissement trophique, soit de 1,3‰ ± 0,6‰ pour 13C et de 4,6‰ ± 0,7‰ pour 15N. Nous appliquons ces facteurs de fractionation spécifiques aux carnivores dans une étude de données fossiles provenant du puits de goudron de La Brea pour reconstituer le régime alimentaire du loup noir (Canis dirus (Leidy, 1858)) de la fin du pléistocène. Nous utilisons les données isotopiques du tissu (collagène, cheveu, muscle) de loups du Minnesota pour déterminer la taille des sous-échantillons de carnivores nécessaire pour pouvoir retrouver les valeurs moyennes de la population totale dans un intervalle de moins d’un écart type. Finalement, nous comparons les données isotopiques du collagène et des cheveux obtenus à l’Isle Royale et au Minnesota avec les valeurs de 13C et de 15N publiées pour les populations nord-américaines de loups gris. Nous trouvons que les différences de variance isotopique entre les populations ouvrent des perspectives sur l’écologie alimentaire des loups.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2007

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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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