Title (eng)
Evaporative cooling and stopover strategies of migratory songbirds during desert crossing
Parallel title (deu)
Verdunstungskühlung und Zugstrategien von ziehenden Singvögeln während einer Wüstenüberquerung
Author
Bernhard Paces
Advisor
Ivan Maggini
Assessor
Ivan Maggini
Abstract (deu)
Zugvögel, die in Europa brüten, aber südlich der Sahara überwintern, müssen zwei Mal im Jahr diese große ökologische Barriere überqueren. Dabei fliegen sie in der Regel nachts, während sie tagsüber am Boden bleiben. Sind die Vögel gelandet, können sie entweder Nahrung suchen oder rasten. Im Allgemeinen entscheiden sich xerophile Vo-gelarten, die in trockenen Gebieten brüten oder überwintern, für Ersteres, während me-sophile Arten ihre Fettreserven oft schon vor der Wüstenüberquerung ausreichend auf-gestockt haben, sodass sie in diesen Situationen nicht aktiv auf Futtersuche gehen. Es ist bislang unbekannt, welche physiologischen Anpassungen dieses Verhaltensmuster hervorrufen. Im Rahmen dieser Studie habe ich den Wasserverlust über die Haut (WH) dreier nahverwandter trans-Sahara ziehende Singvogelarten gemessen und die Umge-bungstemperatur, bei der die Tiere beginnen zu hecheln (UH). Ziel war es, zu untersu-chen, ob Vogelarten, die in der Wüste aktiv auf Nahrungssuche gehen, einen niedrigeren oberflächenspezifischen WH haben und eine höhere UH. Diese beiden Anpassungen würden den Vögeln erlauben, in Wüstenbedingungen länger aktiv zu sein ohne ein übermäßiges Dehydrierungsrisiko einzugehen. Wie erwartet, hatten die mesophilen Mönchsgrasmücken einen signifikant höheren oberflächenspezifischen WH und eine niedrigere UH als die xerophilen Klappergrasmücken und die ebenfalls mesophilen Fitis-se. Dieses Ergebnis stimmt mit jenen von früheren Arbeiten überein, die herausgefunden haben, dass Fitisse in der Wüste aktiv auf Nahrungssuche gehen und mit relativ gerin-gen Fettreserven die Sahara überqueren, obwohl es sich um eine mesophile Vogelart handelt. Diese Studie hat daher zum ersten Mal gezeigt, dass der oberflächenspezifi-sche WH und die UH einer Vogelart mit ihrem Verhalten während der Zwischenlandun-gen in der Wüste übereinstimmen. Dies legt den Schluss nahe, dass physiologische Li-mitierungen bei der Aufrechterhaltung eines ausreichenden Hydrierungszustandes eine wichtige Rolle in der Evolution der artspezifischen Strategien des Nahrungserwerbs in ariden Gebieten gespielt haben. Die Kenntnis solcher limitierender Faktoren kann zu ei-nem besseren Verständnis der artspezifischen Reaktionen auf den Klimawandel führen und leistet einen Beitrag zu der dringend benötigten Forschung über die Verteilungsmus-ter, die Habitatwahl und die Nahrungsökologie der abnehmenden trans-Sahara ziehen-den Vogelarten bei ihren Rastplätzen.
Abstract (eng)
European-African long-distance migratory birds cross the Sahara Desert twice a year. Generally, they fly during the night and stop over during the day. Once landed, they have to decide whether to refuel or to rest. In general, xerophilic bird species breeding and / or overwintering in arid habitats cross the desert with rather low fat stores and actively forage during stopover, while mesophilic species often carry enough fat reserves to cross the desert without refuelling en route. However, the underlying physiological adaptations causing this difference remain unclear. In this study, I measured cutaneous water loss (CWL) and temperature of panting onset of three closely related trans-Saharan migratory songbird species to test the hypothesis that species which actively refuel in the desert have a lower surface-specific CWL and a higher temperature of panting onset. These adaptations would allow them to sustain higher levels of activity in a desert environment and to extend the daily time window for foraging while keeping a low risk of dehydration. As expected, the mesophilic Blackcaps had a significantly higher surface-specific CWL and a lower temperature of panting onset than the xerophilic Lesser Whitethroats and Willow Warblers. This result corresponds to prior studies which showed that Willow Warblers actively refuel en route and carry relatively low fuel loads despite being a mesophilic species. This study demonstrated for the first time that surface-specific CWL and the temperature of panting onset coincide with the observed refuelling strategies in three trans-Saharan migratory songbird species. Thus, physiological constraints for maintaining a healthy water balance may be of major importance in the evolution of species-specific refuelling strategies in extremely arid climate conditions. This knowledge will provide valuable insights into the species’ response to climate change and contribute to the urgent need for research about distribution patterns, habitat use and feeding ecology of declining trans-Saharan migratory bird species at their staging sites.
Keywords (eng)
water balancecutaneous water losstemperature of panting onsetrefuelling strategiesarid habitat adaptationsSaharawarblers
Keywords (deu)
WasserhaushaltWasserverlust über die HautTemperatur des HechelbeginnsNahrungserwerbsstrategieAnpassungen an aride HabitateSaharaLaubsänger
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1352113
rdau:P60550 (deu)
38 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
38
Study plan
Masterstudium Zoologie
[UA]
[066]
[831]
Association (deu)
Title (eng)
Evaporative cooling and stopover strategies of migratory songbirds during desert crossing
Parallel title (deu)
Verdunstungskühlung und Zugstrategien von ziehenden Singvögeln während einer Wüstenüberquerung
Author
Bernhard Paces
Abstract (deu)
Zugvögel, die in Europa brüten, aber südlich der Sahara überwintern, müssen zwei Mal im Jahr diese große ökologische Barriere überqueren. Dabei fliegen sie in der Regel nachts, während sie tagsüber am Boden bleiben. Sind die Vögel gelandet, können sie entweder Nahrung suchen oder rasten. Im Allgemeinen entscheiden sich xerophile Vo-gelarten, die in trockenen Gebieten brüten oder überwintern, für Ersteres, während me-sophile Arten ihre Fettreserven oft schon vor der Wüstenüberquerung ausreichend auf-gestockt haben, sodass sie in diesen Situationen nicht aktiv auf Futtersuche gehen. Es ist bislang unbekannt, welche physiologischen Anpassungen dieses Verhaltensmuster hervorrufen. Im Rahmen dieser Studie habe ich den Wasserverlust über die Haut (WH) dreier nahverwandter trans-Sahara ziehende Singvogelarten gemessen und die Umge-bungstemperatur, bei der die Tiere beginnen zu hecheln (UH). Ziel war es, zu untersu-chen, ob Vogelarten, die in der Wüste aktiv auf Nahrungssuche gehen, einen niedrigeren oberflächenspezifischen WH haben und eine höhere UH. Diese beiden Anpassungen würden den Vögeln erlauben, in Wüstenbedingungen länger aktiv zu sein ohne ein übermäßiges Dehydrierungsrisiko einzugehen. Wie erwartet, hatten die mesophilen Mönchsgrasmücken einen signifikant höheren oberflächenspezifischen WH und eine niedrigere UH als die xerophilen Klappergrasmücken und die ebenfalls mesophilen Fitis-se. Dieses Ergebnis stimmt mit jenen von früheren Arbeiten überein, die herausgefunden haben, dass Fitisse in der Wüste aktiv auf Nahrungssuche gehen und mit relativ gerin-gen Fettreserven die Sahara überqueren, obwohl es sich um eine mesophile Vogelart handelt. Diese Studie hat daher zum ersten Mal gezeigt, dass der oberflächenspezifi-sche WH und die UH einer Vogelart mit ihrem Verhalten während der Zwischenlandun-gen in der Wüste übereinstimmen. Dies legt den Schluss nahe, dass physiologische Li-mitierungen bei der Aufrechterhaltung eines ausreichenden Hydrierungszustandes eine wichtige Rolle in der Evolution der artspezifischen Strategien des Nahrungserwerbs in ariden Gebieten gespielt haben. Die Kenntnis solcher limitierender Faktoren kann zu ei-nem besseren Verständnis der artspezifischen Reaktionen auf den Klimawandel führen und leistet einen Beitrag zu der dringend benötigten Forschung über die Verteilungsmus-ter, die Habitatwahl und die Nahrungsökologie der abnehmenden trans-Sahara ziehen-den Vogelarten bei ihren Rastplätzen.
Abstract (eng)
European-African long-distance migratory birds cross the Sahara Desert twice a year. Generally, they fly during the night and stop over during the day. Once landed, they have to decide whether to refuel or to rest. In general, xerophilic bird species breeding and / or overwintering in arid habitats cross the desert with rather low fat stores and actively forage during stopover, while mesophilic species often carry enough fat reserves to cross the desert without refuelling en route. However, the underlying physiological adaptations causing this difference remain unclear. In this study, I measured cutaneous water loss (CWL) and temperature of panting onset of three closely related trans-Saharan migratory songbird species to test the hypothesis that species which actively refuel in the desert have a lower surface-specific CWL and a higher temperature of panting onset. These adaptations would allow them to sustain higher levels of activity in a desert environment and to extend the daily time window for foraging while keeping a low risk of dehydration. As expected, the mesophilic Blackcaps had a significantly higher surface-specific CWL and a lower temperature of panting onset than the xerophilic Lesser Whitethroats and Willow Warblers. This result corresponds to prior studies which showed that Willow Warblers actively refuel en route and carry relatively low fuel loads despite being a mesophilic species. This study demonstrated for the first time that surface-specific CWL and the temperature of panting onset coincide with the observed refuelling strategies in three trans-Saharan migratory songbird species. Thus, physiological constraints for maintaining a healthy water balance may be of major importance in the evolution of species-specific refuelling strategies in extremely arid climate conditions. This knowledge will provide valuable insights into the species’ response to climate change and contribute to the urgent need for research about distribution patterns, habitat use and feeding ecology of declining trans-Saharan migratory bird species at their staging sites.
Keywords (eng)
water balancecutaneous water losstemperature of panting onsetrefuelling strategiesarid habitat adaptationsSaharawarblers
Keywords (deu)
WasserhaushaltWasserverlust über die HautTemperatur des HechelbeginnsNahrungserwerbsstrategieAnpassungen an aride HabitateSaharaLaubsänger
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1352114
Number of pages
38
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