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The cold shoulder: free-ranging snowshoe hares maintain a low cost of living in cold climates

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The hypothesis that cold air temperatures (Ta) constrain the metabolic diversity of high-latitude endotherms is based on the observation among birds and mammals that mean field metabolic rate (FMR) increases, whereas the variability of FMR decreases, from the warm tropics to the cold poles. However, there is a paucity of FMR measurements from above 60° latitude and below 0 °C. We measured the daily energy expenditure of a high-latitude population of free-ranging snowshoe hares (Lepus americanus Erxleben, 1777) in Yukon, Canada, in winter (Ta-mean = -16.4 °C) and in autumn (Ta-mean = 0.5 °C). Doubly labelled water measures of FMR were approximately 20% lower in winter than in autumn, and were a similar, low multiple of resting metabolic rate in both seasons (2.04 and 1.94, respectively). The mass-corrected FMR of snowshoe hares in winter was only half the value predicted by extrapolating the relationship between FMR and Ta > 0 to -16.4 °C. These results contribute to an emerging pattern of a reversal in the relationship between FMR and Ta in free-ranging mammals from negative above 0 °C to positive below 0 °C. We refer to the positive, low Ta portion of this relationship as the cold shoulder, and suggest that it may reflect the general necessity for free-ranging mammals to use behavioural and (or) physiological means to conserve energy during long winters when cold conditions coincide with resource scarcity.

L’hypothèse qui veut que les températures froides de l’air (Ta) restreignent la diversité métabolique chez les endothermes de haute latitude est basée sur l’observation que, chez les oiseaux et les mammifères, le taux métabolique moyen en nature (FMR) augmente des régions tropicales chaudes vers les régions polaires froides, alors que la variabilité du FMR diminue. Il existe cependant peu de mesures de FMR aux latitudes supérieures à 60° et aux températures inférieures à 0 °C. Nous avons déterminé la dépense quotidienne d’énergie dans une population de haute latitude de lièvres d’Amérique (Lepus americanus Erxleben, 1777) au Yukon, Canada, en hiver (Ta-moyen = -16,4 °C) et en automne (Ta-moyen = 0,5 °C). Les mesures du FMR à l’eau doublement marquée sont environ 20 % inférieures en hiver qu’en automne et représentent aux deux saisons un multiple faible mais semblable du taux de métabolisme de repos (2,04 et 1,94 respectivement). Le FMR des lièvres d’Amérique en hiver corrigé en fonction de la masse représente seulement la moitié de la valeur prédite par l’extrapolation de la relation entre FMR et Ta > 0 jusqu’à -16,4 °C. Ces résultats contribuent à l’émergence d’un patron de renversement de la relation entre FMR et Ta chez les mammifères libres en nature, de relation négative au-dessus de 0 °C à positive sous 0 °C. Nous référons à la portion positive de la Ta basse comme à un « épaulement froid » et croyons qu’il doit refléter la nécessité générale pour les mammifères en liberté en nature d’utiliser des moyens comportementaux et(ou) physiologiques pour conserver l’énergie durant les longs hivers pendant lesquels les conditions frigides s’accompagnent de pénurie des ressources.
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Document Type: Research Article

Publication date: 2009-10-01

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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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