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Experimental determination of dietary carbon turnover in bovine hair and hoof

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Abstract:

Stable isotopes measured in keratinized tissues like hair or hoof have proven to be a useful tool for reconstructing the dietary history of animals with a weekly to daily resolution. Quantitative reconstruction of dietary preferences requires a precise estimate of tissue turnover by means of controlled feeding experiments. We determined the turnover rates of carbon in hoof and tail hair of growing steers (Bos taurus L., 1758) fed a C3-based diet, followed by a C4-based diet, for 168d. As with horses, turnover in steer hair was successfully described by a three-pool modelling approach, with apparent half-lives of 1.7, 7.7, and 69.1d for each of the pools, each contributing 53%, 20%, and 28% of the total signal, respectively. Two pools only were identified in bovine hoof, which recorded the diet switch more slowly than hair with a reduction in the amplitude of short-term isotope changes. We interpreted this result as a sampling artefact and found that the hooves reflected the same pools as the hair if growth geometry is taken into account. The model parameters defined in this study allowed us to quantitatively reconstruct previous diets of steers of different breeds and individual history with a precision of±1‰.

La mesure de la composition en isotopes stables des phanères comme le poil ou le sabot est un outil avéré pour reconstruire l’histoire alimentaire des animaux avec une résolution temporelle de l’ordre de la semaine à la journée. La reconstruction quantitative des préférences alimentaires nécessite d’estimer précisément le taux de renouvellement du tissu au moyen d’expériences en conditions d’alimentation contrôlée. Nous avons déterminé le taux de renouvellement du carbone dans le sabot et le poil de la queue de taurillons (Bos taurus L., 1758) nourris avec une alimentation C3 puis C4 pendant 168 j. Comme chez le cheval, le taux de renouvellement du poil est bien décrit par un modèle à trois réservoirs, avec des demi-vies apparentes de 1,7, 7,7 et 69,1 j pour chaque réservoir contribuant chacun pour 53%, 20% et 28%, du signal total. Deux réservoirs seulement ont pu être identifiés dans le sabot, qui enregistre le changement d’alimentation plus lentement que le poil avec une réduction dans l’amplitude des changements isotopiques à court terme. Ce résultat est interprété comme un artefact d’échantillonnage qui disparaît si la géométrie de croissance du sabot est prise en compte. La détermination des paramètres du modèle nous a permis de reconstruire quantitativement les valeurs de 13C de l’alimentation de taurillons de race et d’histoire individuelle différentes avec une précision de ±1‰.

Document Type: Research Article

Publication date: December 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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