The effect of predation risk on partial migration

Abstract

Partial migration, defined as when only some individuals within a population migrate whereas others remain as year-round residents, is ubiquitous in the animal kingdom. However, the reasons why some, but not all individuals migrate are not fully understood. Results from multiple recent studies indicate that the propensity to migrate often is flexible and influenced by ecological factors such as food availability, weather conditions, population density and sex ratio. Previous studies also suggest that predation risk can play a key role in migratory behaviour. However, the role of predation risk in shaping migratory behaviour has been difficult to test empirically due to the complexity of manipulating predation risk of prey in natural environments. Roach (Rutilus rutilus) is a common cyprinid fish and partial migrant in many European lakes and has proven to be an excellent model species to test hypotheses concerning the causes and consequences of partial migration. The aim of this study was to investigate the effect of predation risk on roach migratory behaviour, and more specifically to test whether the behaviour is flexible in response to experimentally manipulated predation risk. As previous theoretical and empirical work has suggested that migratory behaviour is largely influenced by habitat-specific seasonal changes in the ratio between predation mortality and growth rate (P/G), I predicted individuals exposed to elevated risk to show increased migratory propensity. The experiment was performed in a southern Swedish lake where roach were kept in field-enclosures with or without the presence of a natural predator, northern pike (Esox lucius), prior to the migration period. Fish were individually tagged using PIT-tags to allow tracking of individual migrants during the migration period. Interestingly, and in contradiction to the hypothesis, no significant differences in migration patterns, either for migration propensity or migration timing, were observed between the two treatments. There was also a high degree of variation within treatments, with migration frequencies varying noticeably between the replicate enclosures within each treatment. As manipulating predation risk in the wild was associated with major logistical challenges, I suggest that future studies should combine manipulation of predation risk in controlled laboratory experiments followed by tracking of migratory patterns in the natural environment.

Popular Abstract (Swedish)

Påverkar rovfisk mörtens migrationsbeteende?

Migration är ett mycket vanligt fenomen i djurriket. Det är en ofta säsongsbunden händelse med syfte av att till exempel söka efter föda, parningstillfällen eller för att undkomma rovdjur eller någon annan riskfylld miljö. Ibland är det bara vissa individer i en population av migrerande djur som deltar. Detta kallas i litteraturen för partiell migration och verkar vara vanligt förekommande, något som väcker frågan: vilka faktorer är avgörande för om en individ migrerar eller inte?

Mörten är en fisk som ofta migrerar från sjöar till närliggande vattendrag på hösten. Där stannar fiskarna under vintern för att sedan återvända till sjön på våren. Detta tror man är på grund av skillnader i födotillgång och predationsrisk mellan sommar och vinter. Eftersom rovfiskar som gäddor generellt stannar i sjöarna under vintern undviker migrerande mörtar denna mer riskfyllda miljö. Samtidigt som det finns en fördel att migrera finns det också en kostnad, nämligen att det är energikrävande. Man tror därför att migration bara är fördelaktigt för de individer som har råd att migrera, medan att stanna kvar är en bättre strategi för de som inte har tillräckligt med energireserver. Mörtens migrationsbeteende verkar också vara flexibelt, något som man har kunnat visa i tidigare experiment genom att bland annat ge fiskar förhöjd födotillgång innan migrationsperioden, vilket ökade sannolikheten för migration. I ett annat experiment omplacerades fiskar från sjöar med olika vandringsmöjligheter till nya sjöar och då såg man att fiskarna anpassade sig till den nya miljön, och migrerade mer likt den lokala populationen.

Detta projekt gick ut på att, genom att göra ett experiment i en naturlig miljö, se om mörtens migrationsbeteende påverkas av en ökad närvaro av gäddor. Individer fångades i Krankesjön innan migrationsperioden i september 2012 och placerades ut i burar i sjön med eller utan en gädda. För att se till att gäddan inte åt upp fiskarna, men samtidigt befann sig nära mörtarna, hölls de separerade med ett nät. Mörtarna förväntades att känna av gäddans närvaro och därför uppleva en ökad risk. De mörtar som befann sig i burar med gädda förväntades migrera med högre sannolikhet jämfört med mörtar i burar utan gädda. Fiskarna fick vara i burarna i ungefär en månad innan de släpptes ut i sjön igen. I samband med detta, och för att kunna följa fiskarna under vandringsperioden, märkte vi fiskarna med så kallade PIT-tags. Det möjliggjorde för ett antennsystem att identifiera och registrera fiskarna när de begav sig ut i de angränsande vattendragen.

Det gick inte att påvisa en skillnad i migrationsbeteende mellan fiskarna som utsattes för ökad eller ingen ökad exponering av gädda. Det var också en hög variation mellan fiskarnas migrationsbeteende beroende på vilken bur de befann sig i under exponeringsperioden. Eftersom det finns många gäddor i sjön är det svårt att säga om fiskar i burar med gädda faktiskt upplevde en ökad risk. Vi hade dessutom problem med att hålla gäddorna vid god hälsa i burarna och fick därför byta ut individer under experimentets gång. Det finns många potentiella svårigheter med att göra fältexperiment av detta slag och därför kan det vara lämpligt att utföra framtida studier under mer kontrollerade former i labb. Då kan man minimera andra faktorer som man inte kan förutse eller kontrollera ute i fält. Eftersom vi fortfarande vet lite om vad som driver partiell migration är det viktigt med fortsatta studier, samt också utforska de evolutionära och ekologiska konsekvenser av individuella skillnader i migrationsbeteende.

Handledare: Kaj Hulthén
Examensarbete för masterexamen - akvatisk ekologi, 30 hp 2014
Biologiska institutionen, Lunds universitet

• author: Hegg, Alexander
• supervisor: Kaj Hulthén
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOM35 20142
• year: 2015
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8872394
• date added to LUP: 2016-05-12 11:26:37
• date last changed: 2016-05-12 11:26:37