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Migratory Connectivity of a Widely Distributed Songbird, the American Redstart (Setophaga ruticilla)

D. Ryan Norris, Peter P. Marra, Gabriel J. Bowen, Laurene M. Ratcliffe, J. Andrew Royle and T. Kurt Kyser
Ornithological Monographs
No. 61, Patterns of Migratory Connectivity in Two Nearctic-Neotropical Songbirds: New Insights from Intrinsic Markers (2006), pp. 14-28
DOI: 10.2307/40166836
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/40166836
Page Count: 15
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Migratory Connectivity of a Widely Distributed Songbird, the American Redstart (Setophaga ruticilla)
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Abstract

Determining the degree of connectivity between breeding and wintering populations is critical for understanding the ecology and evolution of migratory systems. We analyzed stable hydrogen isotopic compositions in tail feathers ($\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $) collected from 26 sites in 11 countries throughout the wintering range of the American Redstart (Setophaga ruticilla), a Nearctic-Neotropical migratory passerine bird. Feathers were assumed to have molted on the breeding grounds, and $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $ was used to estimate breeding origin. Values of $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $ were highly correlated with longitude of sampling location, indicating that breeding populations were generally distributed along the east-west axis of the wintering grounds. Within the Caribbean region, Florida, and Bahamas, $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $ values were negatively correlated with winter latitude, which suggests that American Redstarts exhibit a pattern of chain migration in which individuals wintering at northern latitudes are also the most northern breeders. To identify the most probable breeding regions, we used a likelihood-assignment test incorporated with a prior probability of breeding abundance using Bayes's rule. Expected δD values of feathers from five breeding regions were based on interpolated δD values from a model of continent-wide growing-season δD values in precipitation ($\delta {\rm{D}}_{\rm{p}} $) and were adjusted to account for a discrimination factor between precipitation and feathers. At most wintering locations, breeding assignments were significantly different from expected frequencies based on relative breeding abundance. Birds wintering in eastern and western Mexico had a high probability of breeding in northwest and midwest North America, whereas birds in the Greater and Lesser Antilles were likely to have originated from breeding regions in the northeast and southeast, respectively. Migratory connectivity, such as we report here, implies that the dynamics of breeding and nonbreeding populations may be linked at a regional scale. These results provide a key opportunity for studying the year-round ecology and evolution of spatially connected populations in a migratory species. Received 12 September 2005, accepted 25 May 2006. /// Es importante determinar el grado de conectividad entre las poblaciones en reproducción y las poblaciones en invernada, para entender la ecología y evolución de los sistemas migratorios. Analizamos la composición isotópica de hidrógeno estable ($\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $) en plumas de la cola de Setophaga ruticilla, una especie de ave migratoria Neártica-Neotropical, colectadas a lo largo de las áreas de invernada en 26 sitios en 11 países. Se admitió que las plumas habían crecido en los sitios de anidación y $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $ se uso para estimar el origen de nacimiento. Los valores de $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $ estuvieron altamente correlacionados con la longitud de las localidades muestreadas, lo que indica que las poblaciones en reproducción estuvieron, por lo general, distribuidas a lo largo del eje este-oeste de los sitios de invernada. Los valores de $\delta {\rm{D}}_{\rm{w}} $, dentro de la región caribeña, Florida y Bahamas, estuvieron negativamente correlacionados con la latitud invernal, lo que sugiere que Setophaga ruticilla presenta un patrón de migración en cadena en el cual los individuos que pasan el invierno en latitudes mas norteñas también son los que se reproducen mas al norte. Para identificar las regiones de reproducción más probables, utilizamos una prueba de probabilidad de asignación incorporada con una probabilidad a priori de abundancia reproductiva usando la regla de Bayes. Los valores esperados de δD de las plumas de cinco regiones de reproducción se basaron en valores interpolados de δD de un modelo de crecimiento estacional de valores de δD, a lo largo del continente, en la precipitación ($\delta {\rm{D}}_{\rm{p}} $) y se ajustaron para explicar un factor de discriminación entre la precipitación y las plumas. En la mayoría de las localidades de invernada, las asignaciones reproductivas fueron significativamente diferentes de las frecuencias esperadas basadas en la abundancia relativa de reproductores. Las aves que invernaron en el este y oeste de México tuvieron una alta probabilidad de reproducirse en el noroeste y medio oeste de América del Norte, mientras que las aves en las Antillas mayores y menores probablemente se originaron en zonas de reproducción en el noreste y sureste, respectivamente. La conectividad migratoria, como la que reportamos aquí, involucra que la dinámica de las poblaciones en reproducción y fuera de la temporada reproductiva puede estar ligada en una escala regional. Estos resultados ofrecen una oportunidad clave para el estudio del ciclo anual ecológico y evolutivo de las poblaciones conectadas espacialmente en especies migratorias.

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