Seasonal Patterns in Hydrogen Isotopes of Claws from Breeding Wood-Warblers (Parulidae): Utility for Estimating Migratory Origins

The global decline in many species of migratory birds has focused attention on the extent of migratory connectivity between breeding and wintering populations. Stable-hydrogen isotope (δD) analysis of feathers is a useful technique for measuring connectivity, but is constrained by features of molt location and timing. Claws are metabolically inert, keratinous tissues that grow continuously and can be sampled at any point in the annual cycle, thus providing potentially useful clues about an individual’s previous movements. However, variation in the rate at which claws incorporate local δD values is not well described. We measured δD values in claws of two species of Neotropical-Nearctic migrant wood-warblers (Goldenwinged Warbler and Cerulean Warbler) breeding in eastern Ontario, Canada to investigate the rate of δD change through the breeding season and the utility of claw δD values for estimating migratory origins. δD values of claw tips from 66 different individuals, each sampled once during the breeding season, showed an average change of -0.3‰ to -0.4‰ per day in the direction of the expected local Ontario value. There were no significant sex or species differences in the rate of change. These results suggest δD values of claw tips in Parulids may reflect those of the non-breeding area for 3–7 weeks after arrival on the breeding grounds, and are useful estimators of non-breeding migratory origin. Our results also suggest that these species may leave the breeding ground before claw tips fully incorporate a local δD signature, as claws sampled at the end of the breeding season did not match locally grown feather and claw δD values. This is the first study to examine the seasonal rate of the change in δD values of claws in long-distance, insectivorous, migratory birds. RESUME. Le declin generalise de plusieurs especes d’oiseaux migrateurs a attire l’attention sur l’ampleur de la connectivite migratoire entre les populations reproductrices et hivernantes. L’analyse des isotopes stables d’hydrogene (δD) de plumes est une technique utile pour mesurer la connectivite, mais elle est regie par les caracteristiques de la mue (localisation et moment). Les griffes sont des tissus keratineux inertes sur le plan metabolique; elles croissent continuellement et peuvent etre prelevees n’importe quand durant l’annee, fournissant ainsi des indices potentiellement interessants sur les deplacements anterieurs d’un individu. Toutefois, les variations dans le taux d’integration des valeurs locales de δD dans les griffes ne sont pas bien documentees. Nous avons mesure la valeur de δD de griffes de deux especes de parulines migratrices neotropicales-nearctiques (Paruline a ailes dorees et Paruline azuree) se reproduisant dans l’Est de l’Ontario, Canada, afin d’etudier la variation de cette valeur au cours de la saison de reproduction et de connaitre son utilite pour evaluer l’origine migratoire. La valeur de δD de l’extremite de griffes de 66 individus, chacun echantillonne une fois pendant la saison de reproduction, a montre une variation moyenne de -0.3‰ a -0.4‰ par jour, en accord avec a la valeur locale attendue pour l’Ontario. Il n’y a pas eu de differences significatives dans la variation de la valeur de δD selon le sexe ou l’espece. Ces resultats indiquent que les valeurs de δD de l’extremite de griffes de parulines sur les aires de reproduction peuvent Department of Biology, Queen's University, Department of Biology, University of New Brunswick, Dept of Geological Sciences and Engineering, Queen's University Avian Conservation and Ecology Ecologie et conservation des oiseaux 3(1): 2 http://www.ace-eco.org/vol3/iss1/art2/ refleter les valeurs acquises en dehors de la periode de reproduction, et ce, jusqu’a trois a sept semaines suivant l’arrivee sur les aires de reproduction. Ces valeurs de δD representent donc un estimateur utile de leur origine migratoire avant la reproduction. Nos resultats laissent aussi croire que ces especes quittent peut-etre les aires de reproduction avant que l’extremite des griffes n’incorpore pleinement une signature locale de δD, puisque la valeur de δD des griffes echantillonnees a la fin de la saison de reproduction ne correspondait pas a la valeur de δD des plumes et des griffes qui avaient pousse localement. Cette etude est la premiere a examiner la variation saisonniere de la valeur de δD des griffes d’oiseaux migrateurs de longue distance qui sont insectivores.