Advanced

Adaptive flexibility in migratory behaviour of shorebirds

Grönroos, Johanna LU (2012)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

I århundranden har vi människor fascinerats av flyttfåglar och frågat oss vart de ska, var de kommer ifrån och hur de hittar. Idag, tack vare forskning, vet vi mer om fågelflyttning än någonsin, men det finns fortfarande mycket kvar att ta reda på. Vadare som häckar i Arktis är riktiga långflyttare med många arter som flyttar mer än 10 000 kilometer varje vår och höst och vissa arter kan t.o.m. flyga denna sträcka utan mellanlandning. Jag har haft privilegiet att få studera just arktiska vadare och deras fantastiska flyttningar. Målsättningen med avhandlingen har varit att undersöka arktiska vadares flexibilitet när det gäller orienteringsbeteende, både i stor och i liten skala samt också i... (More)
Popular Abstract in Swedish

I århundranden har vi människor fascinerats av flyttfåglar och frågat oss vart de ska, var de kommer ifrån och hur de hittar. Idag, tack vare forskning, vet vi mer om fågelflyttning än någonsin, men det finns fortfarande mycket kvar att ta reda på. Vadare som häckar i Arktis är riktiga långflyttare med många arter som flyttar mer än 10 000 kilometer varje vår och höst och vissa arter kan t.o.m. flyga denna sträcka utan mellanlandning. Jag har haft privilegiet att få studera just arktiska vadare och deras fantastiska flyttningar. Målsättningen med avhandlingen har varit att undersöka arktiska vadares flexibilitet när det gäller orienteringsbeteende, både i stor och i liten skala samt också i förhållande till vindar. Jag ville också ta reda på om vindar påverkar när vadare ger sig av från en rastplats samt vilka strategier de använder när de flyttar under vår och höst.



Flyttande fåglar använder information från solen, polariserat ljus, stjärnorna samt jordens magnetfält för att hitta under sina resor. Beroende bland annat på var de är, vilken tid på dygnet det är eller vädersituationen använder de dessa ledtrådar i olika hög grad. Nästan alla studier på hur fåglar hittar är gjorda med småfåglar och endast i ett fåtal studier har vadare undersökts. Jag fann att spetsstjärtade snäppor (och troligen andra vadare) sannolikt använder sig av samma ledtrådar som småfåglar för att hitta rätt flyttriktning.



Flyttriktningen påverkas också av topografi och landmärken samt andra fåglars beteende. Jag fann att arktiska vadare som flyttar över södra Sverige verkar följa en någorlunda rak kompassriktning men med avvikelser troligen för att hålla sig i närheten av kusten längs sin flygväg. Jag fann en flexibilitet när det gäller flygvägar. Unga fåglar visade sig flytta längs lite andra flygvägar än gamla och kanske är det så att unga vadare lär sig flygvägarna av äldre erfarna fåglar eftersom de är flockflyttare men att denna inlärning inte sker under första höstflytten då gamla fåglar flyttar en hel månad tidigare än unga.



Även vindar har stor påverkan på flyttriktningen, sidvindar kan driva fåglarna ur kurs och de kan då antingen låta sig drivas eller kompensera för vinddriften eller något mittemellan. Jag fann att de arktiska vadarna var väldigt flexibla i sin reaktion mot sidvindar. Längs en relativt kort sträcka av deras flygväg (< 200 km) gick de från att driva fullt med vinden när de lämnade sin rastplats till att delvis kompensera längre fram under flygvägen för att slutligen kompensera fullt ut när de flög på högre höjder över land. Att fåglarna drev med vinden när de lämnade sin rastplats kan bero på begränsningar i deras förmåga att kompensera i vissa situationer som t.ex. när de flyger lågt över öppet hav utan tillgång till landmärken. En annan förklaring kan vara att fåglarna i början av sin flygtur låter sig drivas medan de läser av vindarna och finner rätt flyghöjd.



Vindar påverkar inte bara flyttriktningen utan också flyghastighet och energiåtgång. Det är därför inte förvånande att vindarna i stor utsträckning bestämmer när fåglarna ger sig av och fågelsträcket har visat sig vara som intensivast i måttliga medvindar. Dock finns det stora skillnader mellan olika arter. I norra Europa dominerar västvindar vilket betyder att fåglar som flyttar mellan tundran i Sibirien och rastnings- och övervintringsområden i Europa kan förvänta sig medvindar på våren och motvindar på hösten. Jag jämförde i vilka vindar arktiska vadare flyttar under vår och höst i södra Skandinavien och fann att de hade väldigt olika tröskelvärden i förhållande till vindar mellan säsongerna. De flög i princip bara i medvind under våren medan de regelbundet flyttade i motvind under hösten. Under båda säsongerna valde vadarna att flytta i bättre vindar än förväntat jämfört med fördelningen av tillgängliga vindar. Mina resultat visar att de arktiska vadarna inte har ett bestämt tröskelvärde för i vilka vindar de ska flytta i utan att de är väldigt flexibla i sin reaktion på vindar beroende på hur det blåser.



Kärrsnäppor som flyttar från arktiska tundran förbi Sverige visade sig ha olika flyttningsstrategier höst och vår. På hösten korthoppar de fram medan de på våren i hög utsträckning flyger nonstop från viktiga rastplatser i Vadehavet (Holland, Tyskland och Danmark) till tundran. Främsta orsakerna till de olika strategierna är troligtvis födotillgång på rastplatser samt vindar. Vadare är tydligen väldigt flexibla när det gäller även flyttningsstrategier beroende på bl.a. säsong, födotillgång på rastplatser och vindar.



Sammanfattningsvis visar min avhandling att arktiska vadare och säkert många andra flyttande fåglar är väldigt flexibla när det gäller olika flyttningsbeteenden. (Less)
Abstract
The phenomenon of bird migration has long fascinated us humans and it has prompted questions like where do they go or come from and how do they find their way? Arctic shorebirds are well known for their spectacular long-distance migrations with some species travelling more than 10 000 km every spring and autumn, and some even cover this distance in one single nonstop flight. The aim of my thesis was to investigate the flexibility of Arctic shorebirds when it comes to orientation behaviour, departure behaviour and migration strategy.



In spite of the extensive knowledge about orientation and migration performance of birds there is still a poor understanding of how birds orient when actually travelling on migration. Flight... (More)
The phenomenon of bird migration has long fascinated us humans and it has prompted questions like where do they go or come from and how do they find their way? Arctic shorebirds are well known for their spectacular long-distance migrations with some species travelling more than 10 000 km every spring and autumn, and some even cover this distance in one single nonstop flight. The aim of my thesis was to investigate the flexibility of Arctic shorebirds when it comes to orientation behaviour, departure behaviour and migration strategy.



In spite of the extensive knowledge about orientation and migration performance of birds there is still a poor understanding of how birds orient when actually travelling on migration. Flight directions and routes of migrating birds are determined by the birds’ compass orientation, but also by effects of wind, social influence, responses to topography and landmarks, and to navigation cues. I found fine-scaled orientation changes of migrating shorebirds passing southern Sweden. The shorebirds might travel approximately along a straight geographic compass course, with deviations due to large-scale topography to maximize general association with coastal habitats during migration. Younger birds may learn the general flight paths and course changes from older and experienced individuals in the flocks, but most of this learning process between generations probably does not take place until after the birds’ first autumn migration since juveniles migrate at a later time in the season than adults. I also found that the shorebirds showed clearly different responses to crosswinds when passing southern Sweden demonstrating that shorebirds are remarkably variable in their response to crosswinds also during short sections of their migratory journey.



I compared departure and flight activity of shorebirds migrating in contrasting wind regimes during autumn (high probability of wind resistance) and spring (high probability of wind assistance) in southern Scandinavia. The shorebirds changed their threshold for departure in relation to wind between the two seasons in a dramatic way: flying almost exclusively with wind assistance during spring migration but regularly with wind resistance during autumn. The degree of wind selectivity in relation to the distributions of available wind effects was similar during autumn and spring, during both seasons the shorebirds selected to migrate on days with better winds than expected. My results show that birds do not have a fixed threshold of wind assistance for their departure on migratory flights but the same birds depart in very different wind situations during spring and autumn seasons in southern Scandinavia when winds regimes in relation to the birds’ migratory direction were very different. This suggests that migratory birds have an adaptive flexibility in their responses to wind depending on seasonal wind regimes.



Finally, I investigated stopover lengths and flight distances of dunlins Calidris alpina migrating along the East Atlantic flyway to characterize the autumn migration strategy and compared these results with the migration strategy used in spring along the same route in order to understand the evolutionary and ecological causes and consequences of flexibility in migration strategy. The autumn migration strategy of the dunlins was characterized by short-stop-short-hop migration for both adults and juveniles while during spring, dunlins adopted a long nonstop migration strategy instead. The major reasons for these contrasting strategies between seasons are probably food availability and wind pattern.



In conclusion my thesis shows that arctic shorebirds and probably other migratory birds have an impressive flexibility when it comes to migratory behaviour and in many cases this flexibility is adaptive. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Shamoun-Baranes, Judy, University of Amsterdam
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Bird migration, compensation, departure decision, flight distance, migration speed, migration strategy, orientation, shorebird, stopover, wind drift, wind selectivity
publisher
Department of Biology, Lund University
defense location
Blå Hallen, Ekologihuset, Sölvegatan 37, Lund
defense date
2012-05-16 09:30
ISBN
978-91-7473-311-2
language
English
LU publication?
yes
id
08a356a1-54f5-4203-ae9f-053e88517b51 (old id 2440831)
date added to LUP
2012-04-19 12:50:56
date last changed
2016-09-19 08:45:07
@misc{08a356a1-54f5-4203-ae9f-053e88517b51,
  abstract     = {The phenomenon of bird migration has long fascinated us humans and it has prompted questions like where do they go or come from and how do they find their way? Arctic shorebirds are well known for their spectacular long-distance migrations with some species travelling more than 10 000 km every spring and autumn, and some even cover this distance in one single nonstop flight. The aim of my thesis was to investigate the flexibility of Arctic shorebirds when it comes to orientation behaviour, departure behaviour and migration strategy.<br/><br>
<br/><br>
In spite of the extensive knowledge about orientation and migration performance of birds there is still a poor understanding of how birds orient when actually travelling on migration. Flight directions and routes of migrating birds are determined by the birds’ compass orientation, but also by effects of wind, social influence, responses to topography and landmarks, and to navigation cues. I found fine-scaled orientation changes of migrating shorebirds passing southern Sweden. The shorebirds might travel approximately along a straight geographic compass course, with deviations due to large-scale topography to maximize general association with coastal habitats during migration. Younger birds may learn the general flight paths and course changes from older and experienced individuals in the flocks, but most of this learning process between generations probably does not take place until after the birds’ first autumn migration since juveniles migrate at a later time in the season than adults. I also found that the shorebirds showed clearly different responses to crosswinds when passing southern Sweden demonstrating that shorebirds are remarkably variable in their response to crosswinds also during short sections of their migratory journey.<br/><br>
 <br/><br>
I compared departure and flight activity of shorebirds migrating in contrasting wind regimes during autumn (high probability of wind resistance) and spring (high probability of wind assistance) in southern Scandinavia. The shorebirds changed their threshold for departure in relation to wind between the two seasons in a dramatic way: flying almost exclusively with wind assistance during spring migration but regularly with wind resistance during autumn. The degree of wind selectivity in relation to the distributions of available wind effects was similar during autumn and spring, during both seasons the shorebirds selected to migrate on days with better winds than expected. My results show that birds do not have a fixed threshold of wind assistance for their departure on migratory flights but the same birds depart in very different wind situations during spring and autumn seasons in southern Scandinavia when winds regimes in relation to the birds’ migratory direction were very different. This suggests that migratory birds have an adaptive flexibility in their responses to wind depending on seasonal wind regimes.<br/><br>
 <br/><br>
Finally, I investigated stopover lengths and flight distances of dunlins Calidris alpina migrating along the East Atlantic flyway to characterize the autumn migration strategy and compared these results with the migration strategy used in spring along the same route in order to understand the evolutionary and ecological causes and consequences of flexibility in migration strategy. The autumn migration strategy of the dunlins was characterized by short-stop-short-hop migration for both adults and juveniles while during spring, dunlins adopted a long nonstop migration strategy instead. The major reasons for these contrasting strategies between seasons are probably food availability and wind pattern.<br/><br>
 <br/><br>
In conclusion my thesis shows that arctic shorebirds and probably other migratory birds have an impressive flexibility when it comes to migratory behaviour and in many cases this flexibility is adaptive.},
  author       = {Grönroos, Johanna},
  isbn         = {978-91-7473-311-2},
  keyword      = {Bird migration,compensation,departure decision,flight distance,migration speed,migration strategy,orientation,shorebird,stopover,wind drift,wind selectivity},
  language     = {eng},
  publisher    = {ARRAY(0xa381a28)},
  title        = {Adaptive flexibility in migratory behaviour of shorebirds},
  year         = {2012},
}