Advertisement

Stable-hydrogen isotope turnover in red blood cells of two migratory thrushes: application to studies of connectivity and carry-over effects

Authors

  • Emily A. McKinnon,

    Corresponding author
    1. University of New Brunswick, Faculty of Forestry and Environmental Management, 28 Dineen Drive, Fredericton, New Brunswick E3B 6E1, Canada
      Email: emilymck@yorku.ca
    Search for more papers by this author
    • Current address: Department of Biology, York University, 4700 Keele Street, Toronto, Ontario M3J 1P3, Canada.

  • Kevin C. Fraser,

    1. University of New Brunswick, Department of Biology, P.O. Box 4400, Fredericton, New Brunswick E3B 5A3, Canada
    Search for more papers by this author
  • Antony W. Diamond,

    1. University of New Brunswick, Atlantic Laboratory of Avian Research, P.O. Box 4400, Fredericton, New Brunswick E3B 5A3, Canada
    Search for more papers by this author
  • Christopher C. Rimmer,

    1. Vermont Center for Ecostudies, P.O. Box 420, Norwich, Vermont 05055, USA
    Search for more papers by this author
  • Jason M. Townsend

    1. State University of New York, College of Environmental Science and Forestry, 1 Forestry Drive, Syracuse, New York 13210, USA
    Search for more papers by this author

Email: emilymck@yorku.ca

Abstract

ABSTRACT Understanding turnover rates of stable isotopes in metabolically active tissues is critical for making spatial connections for migratory birds because samples provide information about pre-migratory location only until the tissue turns over to reflect local values. We calculated stable-hydrogen isotope (δ2H) turnover rate in the red blood cells of two long-distance migratory songbirds, Bicknell's Thrushes (Catharus bicknelli) and Swainson's Thrushes (Catharus ustulatus), using samples collected at a breeding site in New Brunswick, Canada. Blood from both species captured early in the breeding site was more positive in δ2H than blood sampled later in the summer, but did not match blood values for wintering Bicknell's Thrushes. An asymptotic exponential model was used to estimate turnover of red blood cell δ2H and yielded a half-life estimate of 21 days and 14 days for Bicknell's and Swainson's thrushes, respectively. Red blood cells of both species approached the local breeding site value one month after the first individuals were detected at the site. For Bicknell's Thrushes, estimated δ2H in blood at arrival (−72‰) was closer to blood collected at wintering sites (mean −61‰) than to expected breeding site δ2H (−120‰). Discrimination values calculated for red blood cells collected at the breeding site for both species were greater than expected based on studies using keratin. Turnover during migration currently limits the use of blood sampled early in the breeding season for connectivity/carry-over effect studies. However, direct tracking technology such as geolocators can provide information about migration duration, timing, and stopovers that can be used to improve isotopic turnover equations for metabolically active tissues.

RESUMEN

Entender las tasas de renovación de los isótopos estables en tejidos metabólicamente activos es fundamental para conocer las conexiones espaciales de las aves migratorias, ya que esas muestras proporcionan información acerca del sitio pre-migratorio hasta que el tejido se renueva y refleja los valores locales. Se calculó la tasa de renovación del isótopo estable de hidrógeno (δ2H) en los glóbulos rojos de dos zorzales migratorios de larga distancia, Catharus bicknelli y C. ustulatus, utilizando muestras colectadas en un sitio de reproducción en New Brunswick, Canadá. La sangre de ambas especies capturadas a principios de la época reproductiva fueron más positivos en δ2H que las muestras de sangre colectadas mas tarde en el verano, pero no coincidieron con los valores de sangre de C. bicknelli colectadas en el invierno. Se utilizó un modelo exponencial asintótica para estimar la renovación de δ2H en los glóbulos rojos, lo cual produjo una estimación de vida media de 21 días y de 14 días para C. bicknelli y C. ustulatus, respectivamente. Los glóbulos rojos de ambas especies fueron mas similares a los valores del sitio local de reproducción un mes después de que los primeros individuos fueron detectados en el sitio. Para C. bicknelli, la δ2H estimada en la sangre a su llegada (−72‰) fue más similar al de la sangre colectada en los sitios de invernada (promedio de −61‰) en comparación a los valores esperados de δ2H (−120‰) del sitio de reproducción. Los valores de discriminación calculados para los glóbulos rojos colectados en el sitio reproductivo de ambas especies fueron mayores de lo esperado en base a estudios que utilizan la queratina. La renovación durante la migración actualmente limita la utilidad de usar muestras de sangre colectadas tempranamente en la temporada de reproducción para estudios de conectividad/arrastre. Sin embargo, la tecnología de seguimiento directo como geolocalizadores puede proporcionar información sobre la duración de la migración, la fenología de la migración, y las paradas durante la migración útil para mejorar las ecuaciones de la renovación de isótopos en los tejidos metabólicamente activos.

Ancillary