At the edge of the species breeding distribution: the feeding ecology of the Long-tailed skua breeding in Svalbard

Abstract

Næringsøkologi er en viktig faktor for sjøfuglers liv, og setter grensene for hvor og hvordan de kan lykkes med å hekke. En av flere velbrukte metoder for å studere kosthold til sjøfugl er å studere deres stabile isotopnivåer. Forholdet mellom stabile isotoper i nitrogen (δ15N) og karbon (δ13C) går fra byttedyr til rovdyr gjennom fordøyelsen. δ15N brukes til å måle organismens trofiske nivå fordi forholdet mellom den tyngre og den lettere isotopen øker forutsigbart opp gjennom de trofiske nivåene. δ13C brukes til å finne artens habitat- og mattype. Kun korttidskosthold (opptil en måned) kan bli målt fra stabile isotoper i blod, fordi blod har en så høy omløpshastighet. Blod ble tatt fra fjelljo som hekket på Svalbard og i Sverige, og fra rødnebbterner som hekket på Svalbard. Studiens første mål var å undersøke næringsøkologien til fjelljo som hekket på Svalbard, som er i utkanten av artens hekkeutbredelse, ved å sammenligne deres stabile isotopverdier med de fra rødnebbternene som hekker på Svalbard og med fjelljoen i Sverige, i artens kjerneområde for hekking. Fjelljoen som hekker i Sverige spiser smågnagere, blant annet lemmen, under hekketiden, men det er ingen naturlige smågnagerbestander på Svalbard. Det er viktig å finne ut av hvilke byttedyr fjelljoene som hekker på Svalbard spiser. Vi undersøkte spesifikt om disse fuglene beholder sin marine livsstil fra utenom hekketiden, isteden for å bytte til terrestriske byttedyr under hekkingen. Vi antar dette fordi fjelljoen har blitt observert å kleptoparasittere rødnebbternen, og oppgulp fra fjelljoer har inneholdt fisk. Som forventet fant vi at de var på det høyeste trofiske nivået sammenlignet med de andre populasjonene i studien, og hadde δ15N-verdier som var signifikant mer lik rødnebbternene som hekket på Svalbard enn fjelljoene som hekket i Sverige. I tillegg hadde de signifikant høyere δ13C-verdier enn den svenske populasjonen, som viser at fjelljoene som hekker på Svalbard har en pelagisk marin næringsøkologi mot toppen av det trofiske nettet i hekketiden. Det andre målet med studien var å vurdere konsekvensene kostholdet hadde på forurensingsnivåene i blodet. Spesifikt så sammenlignet vi Hg-nivåer (kvikksølv) i de forskjellige populasjonene av fjelljo og rødnebbterner. Vi antok at de svenske fuglene hadde et terrestrisk kosthold og at Svalbardfuglene hadde et marint kosthold, og forventet lavere Hg-nivåer i de svenske fuglene sammenlignet med Svalbardfuglene. Det var ikke riktig. Resultatene viste signifikant lavere Hg-verdier i rødnebbternene og begge fjelljopopulasjonene hadde statistisk sett de samme resultatene, men Svalbardpopulasjonen hadde en høyere varians. Denne studien framhever hvor viktig forskjellen i integrasjonsperiodene er for stabile isotoper og Hg i blod, i tillegg til fleksibiliteten i fjelljoens kosthold.

Feeding ecology plays a crucial factor for the performance of seabirds, and even set limits for where and how they can breed successfully. Among the several methods that exist to study seabird diet, examination of stable isotope levels has been used extensively. The ratios of stable isotopes in nitrogen (δ15N) and carbon (δ13C) pass from prey to predator through ingestion. δ15N is used to measure the trophic level of the organism, as the ratio of the heavier isotope to the lighter isotope increases in a predictable manner up through the trophic levels. δ13C is used to find the habitat and food type of the species. Only short-term (up to a month) diet can be deduced from the stable isotopes in the blood, as blood has a high turnover rate. Blood was sampled from Long-tailed skuas breeding in Svalbard and in Sweden, and from Arctic terns breeding in Svalbard. The first goal of the study was to investigate the feeding ecology of the Long-tailed skuas breeding in Svalbard, at the edge of the species’ breeding distribution, by comparing the stable isotopes with the Arctic terns breeding in Svalbard and with the Long-tailed skuas breeding in Sweden, a core breeding area. The Long-tailed skuas in Sweden consume rodents such as lemmings during breeding, but there are no native rodents in Svalbard. It is important to find out what prey this population can sustain themselves on during breeding in Svalbard. Specifically, we ask whether these birds maintain their marine lifestyle, from the non-breeding season, instead of switching to terrestrial prey during breeding. We expect this, because Long-tailed skuas have been observed to kleptoparasite Arctic terns and regurgitations from Long-tailed skuas have contained fish. As expected, they were in the highest trophic level of our study populations and had δ15N-values significantly more similar to the Arctic terns breeding in Svalbard than to the Long-tailed skuas breeding in Sweden. In addition, they had significantly higher δ13C-values compared to the Swedish population. Showing that the Long-tailed skuas breeding in Svalbard have a pelagic marine feeding ecology towards the top of the food web, during the breeding season. The second goal was to assess the consequences of diet on contaminant levels. Specifically, we compared the Hg (mercury) levels of the different populations of Long-tailed skuas and the Arctic terns. Assuming a terrestrial diet for the Swedish birds and a marine diet for the Svalbard birds we predicted lower overall Hg levels in the Swedish birds compared to the Svalbard birds. This was not the case. The results showed significantly lower Hg levels in the Arctic terns, and both populations of Long-tailed skuas had statistically the same results, with the Svalbard population having a higher variance. This study highlights the importance of the difference in integration periods of stable isotopes and Hg in blood, as well as the flexibility in diet for Long-tailed skuas.