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Using stable isotopes to track frugivory in migratory passerines

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Abstract:

Several species of North American migratory songbirds undergo seasonal diet shifts from insects to fruits, but this phenomenon is poorly quantified. Measurement of naturally occurring stable isotopes of carbon (13C) and nitrogen (15N) are linked to sources of diets and trophic level, respectively. We used stable carbon (13C) and nitrogen (15N) isotope analyses of blood and claw tissues of 16 species of migratory songbirds to evaluate the timing and extent of frugivory over different periods. Species differed considerably in their tissue 15N values, but we found poor isotopic segregation of species according to our a priori classifications as insectivores or omnivores. Season accounted for considerable variance in tissue 15N values. However, only American Robin (Turdus migratorius L., 1766), Northern Oriole (Icterus galbula (L., 1758)), Gray Catbird (Dumetella carolinensis (L., 1766)), Least Flycatcher (Empidonax minimus (W.M. Baird and S.F. Baird, 1843)), and Warbling Vireo (Vireo gilvus (Vieillot, 1808)) showed expected decrease in winter-grown tissue 15N values compared with those grown in late summer. This indicates either that our a priori guild associations were incorrect and (or) that using stable isotopes to track frugivory at continental scales is problematic. We recommend that the isotope technique be used to track frugivory only in well-constrained systems where food-web 15N follows reliable and understood trophic enrichment patterns.

Plusieurs espèces nord-américaines d’oiseaux chanteurs migrateurs font des changement saisonniers de régime alimentaire, passant des insectes aux fruits, mais le phénomène reste mal évalué. Les mesures des isotopes stables naturels de carbone (13C) et d’azote (15N) sont reliées respectivement aux sources alimentaires et au niveau trophique. Nous utilisons des analyses des isotopes stables de carbone (13C) et d’azote (15N) du sang et des griffes de 16 espèces d’oiseaux chanteurs migrateurs pour évaluer le moment et l’importance de la consommation de fruits durant les différentes périodes. Il y a des différences considérables dans les valeurs de 15N dans les tissus, mais nous observons une faible ségrégation isotopique des espèces d’après notre classification a priori en insectivores et omnivores. La saison explique une partie importante de la variance dans les valeurs de 15N des tissus. Cependant, seulement les merles d’Amérique (Turdus migratorius L., 1766), les orioles du nord (Icterus galbula (L., 1758)), les moqueurs chats (Dumetella carolinensis (L., 1766)), les moucherolles tchébec (Empidonax minimus (W.M. Baird et S.F. Baird, 1843)) et les viréos mélodieux (Vireo gilvus (Vieillot, 1808)) affichent la décroissance prévue des valeurs de 15N dans les tissus formés en hiver par rapport aux tissus de fin d’été. Cela indique ou bien que nos attributions a priori des espèces aux différentes guildes sont incorrectes et(ou) qu’il y a un problème à utiliser les isotopes stables pour déterminer la consommation de fruits à l’échelle des continents. Nous recommandons donc d’utiliser la méthode isotopique pour déterminer la frugivorie seulement dans des systèmes bien circonscrits dans lesquels les valeurs 15N du réseau alimentaire suivent des patrons fiables et bien connus d’enrichissement trophique.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2009

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