《Zoology》:Impact of Female Condition on Egg Size in Lesser Kestrels (
Falco naumanni)
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本研究通过四年繁殖季的观察,发现雌鸟体型指数(SMI)与猎鹰蛋宽度和体积显著正相关,但对蛋长度无影响。蛋宽度可重复性最高,表明其遗传性更强,而长度和体积受环境影响更大。因此,保护猎鹰应注重雌鸟身体状况及栖息地、食物供应等条件。
鲁文·约瑟夫(Reuven Yosef)|马拉马蒂·A·帕帕科斯塔(Malamati A. Papakosta)|迪米特里奥斯·E·巴卡拉乌迪斯(Dimitrios E. Bakaloudis)|雅库布·Z·科西茨基(Jakub Z. Kosicki)|克里斯托斯·G·弗拉霍斯(Christos G. Vlachos)
内盖夫本-古里安大学(Ben Gurion University of the Negev),埃拉特校区(Eilat Campus),邮政信箱272,埃拉特8810201,以色列
摘要
卵的大小是鸟类繁殖成功的关键决定因素,它影响着雏鸟的生长、存活率和整体适应性。对于小型猛禽——红隼(Falco naumanni),这种鸟类通常通过巢箱项目得到保护,我们假设雌鸟的健康状况可以显著预测卵的大小,健康状况较好的雌鸟会产下较大的卵。因此,在四个繁殖季节中,我们研究了雌鸟的健康状况(用体重指数(SMI)表示)和窝卵数对希腊中部一个巢箱种群中卵的尺寸(长度、宽度和体积)的影响。我们发现,雌鸟的健康状况显著且正向地影响了卵的宽度和体积,但对卵的长度没有影响,而窝卵数对任何卵的尺寸都没有明显影响。在测量的特征中,宽度具有最高的重复性,这表明其具有更强的遗传成分,而长度和体积则更受环境因素的影响。我们的研究结果表明,保护工作应优先考虑维持或改善雌鸟的身体状况——例如,通过确保高质量的栖息地、充足的食物供应和减少压力——以支持红隼在巢箱种群中的最佳繁殖投资。
引言
在繁殖期间,父母投入的大量资源中,有一部分是雌鸟用于卵的发育和产卵(Congdon和Whitfield Gibbons,1987)。卵的大小、质量、体积和窝卵数等特征代表了雌鸟可以直接影响其后代适应性的能量投入(Adamou等人,2018)。较大的卵可以容纳更多的营养物质(Naber,1979;Perrins,1996),促进更好的气体交换(Paganelli和Ar,1974;Ar等人,1974;Weidinger,1996),并且比小卵更有效地保持温度(Grant,1982)。此外,大卵通常含有更多的激素、抗氧化剂、维生素和其他必需的营养物质,这些都有助于雏鸟的存活——特别是在早期快速生长阶段,以及体温调节和羽毛生长的过程中(Pinowska等人,2004;Krist,2011)。因此,卵的大小受到强烈的选择压力,显著影响雏鸟的体型、存活率和父母的繁殖成功率(Schifferli,1973;Williams,1994)。
雌鸟体型的差异导致了同种内卵的形状和大小的差异,同一物种内个体间的卵大小可能相差高达50%(Christians,2002)。这种差异受到遗传因素和环境条件的影响(Chylarecki等人,1997;Skwarska等人,2015;Stoddard等人,2017)。然而,在野外研究中确定卵大小变异的遗传成分往往具有挑战性(Boag和van Noordwijk,1987;Bańbura和Zieliński,1990)。因此,估计重复性被认为是评估卵大小总变异中可以归因于个体间差异的比例的最有效方法之一,而不是个体内部或种群内的变异。换句话说,它量化了由个体间差异解释的变异比例与个体内部(例如环境或时间)变异的比例。然而,应该注意的是,尽管重复性可以估计像卵大小这样的特征的遗传上限,但它并不能直接测量遗传因素的影响。相反,重复性显示了个体差异的一致性,但它不能直接区分这些差异是由遗传因素还是环境因素引起的(Boag和van Noordwijk,1987;Bańbura和Zieliński,1990)。这意味着虽然重复性可能暗示了环境的作用,但它不能量化环境对卵大小变异的确切贡献(Falconer和Mackay,1996)。尽管存在这些问题,重复性仍被认为是最直接显示环境对个体特征影响的一个参数。
对于红隼(Falco naumanni),先前的研究强调了窝卵数和环境因素对该物种繁殖表现的重要性(Ortego等人,2007)。然而,对卵大小变异及其根本原因的更全面理解仍有待改进。现有证据表明,包括红隼在内的鸟类的卵体积主要不是遗传决定的,而是受到雌鸟形态和状况的强烈影响(Christians,2002)。具体来说,虽然遗传因素在决定卵大小方面起作用,但这一特征的重复性在其不同维度上有所不同——卵的宽度似乎受到遗传因素的影响更大,而长度则不然。这表明卵的某些形态特征可能受到更严格的遗传控制,而其他特征则更具可塑性,对环境或生理条件更敏感(Christians,2002;Leblanc等人,1995)。
尽管有这些发现,红隼这种差异性重复性的程度以及雌鸟身体状况对卵大小的影响尚未得到彻底研究。雌鸟的状况,如体重、营养状态或整体健康状况,可能是卵大小的关键决定因素,这得到了其他鸟类物种研究的支持,包括普通绒鸭(Somateria mollissima;Hansson等人,2003)、大山雀(Parus major;Nager等人,2000)、斑胸草雀(Taeniopygia guttata;Williams,1994)和沙漠雀(Rhodospiza obsolete;Yosef和Zduniak,2008)。这些研究表明,身体状况较好的雌鸟倾向于产下较大的卵,这可能是由于它们有更大的能力投入资源用于卵的生产。
基于红隼(Ortego等人,2007)和更广泛的鸟类研究(Christians,2002)的发现,我们假设雌鸟的状况可以显著预测卵的大小,且身体状况较好的雌鸟——那些身体状况或营养状况更好的雌鸟——会产下较大的卵。我们的研究旨在(a)描述红隼种群中卵的线性尺寸,以及(b)测试一个模型,以确定雌鸟的大小是否影响卵的线性尺寸。
研究物种
红隼是一种小型猛禽,据估计其欧洲种群数量在32,900到42,600对之间,目前被认为是稳定的(Bird等人,2020)。因此,根据BirdLife International(2021)的分类,该物种被列为“无危”(Least Concern)。然而,在解释这一评估时需要谨慎,因为最近的数据表明种群数量有所下降。例如,在西班牙,该地区大约有欧洲红隼种群的40%
窝卵数和卵的尺寸
研究种群中红隼的窝卵数从1到6个不等。一个或两个卵的窝较为罕见(0.8%),9.54%的窝含有3个卵,54.3%的窝含有4个卵,33.1%的窝含有5个卵,1.2%的窝含有6个卵。平均窝卵数为3.77个(95%置信区间:3.63–3.90),最常见的窝卵数为4个(n=131)。窝卵数在研究年份间没有显著变化(Kruskal-Wallis检验,H3=2.11,n=383,p=0.54),表明时间上没有显著差异
讨论
我们研究中获得的卵的长度、宽度和体积的平均值与其他关于欧洲种群的研究结果一致(Ortego等人,2007)。观察到的任何轻微差异可能不具有生物学意义,可能是由于当地和时间的天气条件及食物资源的差异所致。此外,某些卵的测量数据显示出窝内变异的程度不同。
机构审查委员会声明
本研究在希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学(Aristotle University of Thessaloniki)和色雷斯德谟克利特大学(Democritus University of Thrace)的林业与自然环境学院(ΔΠΘ/ΕΗΔΕ/51889/481)以及希腊环境和能源部(ΥΠΕΝ/ΔΔΔ/68513/2127)的框架下进行。所有参与环志和测量鸟类的人员都持有各自国家的许可证。
作者贡献
RY、MAP、DEB、CGV——概念构思、实施;RY、JZK——提出假设;JZK、RY——数据分析;RY、JZK——质量控制;RY、JZK、MAP、CGV——撰写初稿和最终论文。
作者贡献声明
约瑟夫·鲁文(Yosef Reuven):撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,验证,监督,项目管理,方法论,调查,数据管理,概念构思。马拉马蒂·A·帕帕科斯塔(Malamati A. Papakosta):撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,监督,方法论,调查,数据管理,概念构思。克里斯托斯·G·弗拉霍斯(Christos G. Vlachos):撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,监督,方法论,调查,数据管理,概念构思。迪米特里奥斯·E·巴卡拉乌迪斯(Dimitrios E. Bakaloudis):利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。