Lack of detectable genetic isolation in the cyclic rodent Microtus arvalis despite large landscape fragmentation owing to transportation infrastructures

Abstract Although roads are widely seen as dispersal barriers, their genetic consequences for animals that experience large fluctuations in population density are poorly documented. We developed a spatially paired experimental design to assess the genetic impacts of roads on cyclic voles (Microtus arvalis) during a high-density phase in North-Western Spain. We compared genetic patterns from 15 paired plots bisected by three different barrier types, using linear mixed models and computing effect sizes to assess the importance of each type, and the influence of road features like width or the age of the infrastructure. Evidence of effects by roads on genetic diversity and differentiation were lacking. We speculate that the recurrent (each 3–5 generations) episodes of massive dispersal associated with population density peaks can homogenize populations and mitigate the possible genetic impact of landscape fragmentation by roads. This study highlights the importance of developing spatially replicated experimental designs that allow us to consider the large natural spatial variation in genetic parameters. More generally, these results contribute to our understanding of the not well explored effects of habitat fragmentation on dispersal in species showing “boom-bust” dynamics

Veränderungen im Leukozytenprofil der Dupontlerche ( Chersophilus duponti ) in Spanien und Marokko

[EN] Stress in birds has been widely studied through the measurement of heterophil-to-lymphocyte ratio (H/L ratio). In this study we aimed to assess for the first time the potential variation of stress, measured as H/L ratio, associated to geography (between-country variation) and seasonality (between seasons and within the breeding season), as well as the leukocyte profiles, in the threatened Dupont’s Lark (Chersophilus duponti), using samples from Spain and Morocco. Furthermore, we tested whether variation in H/L ratio was associated with variables such as population density, presence of blood parasites and individual body condition. We found that H/L ratio did not vary between countries, but individuals captured during the breeding season showed higher values of H/L compared to non-breeding ones. Neither male density, nor date within the breeding season had an effect on the H/L ratio. In Spain, individuals with higher body condition showed lower H/L ratio regardless of whether they were malaria-infected. In Morocco, malaria-infected individuals showed higher values of H/L ratio than the non-infected birds. Moreover, we found that our average values of H/L ratio in Morocco were within the ranges of other passerines, but not in Spain. Individuals with higher H/L ratios may be more stressed or present higher capability to face stressful situations. Although H/L ratio is a useful and relatively easy way to obtain measure of stress, the impact that the environment might have on stress and the way it is explained by H/L ratio must be addressed carefully. This study provides new insight for this species’ biology and provides useful reference information to test the status and survival of other populations.[DE] Stress bei Vögeln ist durch die Messung des Verhältnisses von Heterophilen zu T-Lymphozyten (H/L-Verhältnis) umfassend untersucht worden. In dieser Studie wollten wir zum ersten Mal die potentiellen Veränderungen des Stresses in Verbindung mit der Geografie (Unterschiede zwischen einzelnen Ländern) und der Saisonalität (zwischen den Jahreszeiten und innerhalb der Brutsaison), gemessen als H/L-Verhältnis, sowie die Leukozytenprofile bei der bedrohten Dupontlerche (Chersophilus duponti) anhand von Proben aus Spanien und Marokko bewerten. Darüber hinaus haben wir untersucht, ob das H/L-Verhältnis mit Variablen wie der Populationsdichte, dem Vorhandensein von Blutparasiten und der individuellen physischen Verfassung zusammenhängt. Wir stellten fest, dass das H/L-Verhältnis zwischen den einzelnen Ländern nicht variierte, aber die während der Brutzeit gefangenen Tiere höhere H/L-Werte aufwiesen als nicht brütende Tiere. Weder die Dichte an Männchen, noch der Zeitpunkt innerhalb der Brutsaison hatten einen Einfluss auf das H/L-Verhältnis. In Spanien wiesen Tiere mit einer besseren physischen Verfassung ein niedrigeres H/L-Verhältnis auf, unabhängig davon, ob sie mit Malaria infiziert waren. In Marokko zeigten malariainfizierte Vögel höhere Werte des H/L-Verhältnisses als nicht infizierte. Außerdem stellten wir fest, dass unsere Durchschnittswerte für das H/L-Verhältnis in Marokko innerhalb der Werte für andere Sperlingsvögel lagen, nicht aber in Spanien. Tiere mit einem höheren H/L-Verhältnis sind möglicherweise gestresster oder besser in der Lage, mit Stresssituationen umzugehen. Obwohl das H/L-Verhältnis ein nützliches und relativ einfach zu beschaffendes Maß für Stress ist, muss der eventuelle Einfluss der Umwelt auf Stress und die Möglichkeiten, diesen durch das H/L-Verhältnis zu erklären, sorgfältig untersucht werden. Diese Untersuchung bietet neue Einblicke in die Biologie dieser Art und liefert nützliche Referenzinformationen für die Bestimmung des aktuellen Status und für das Überleben anderer Populationen.Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature.This study was partially funded by the authors, the Spanish Ministry of Environment (MMA; J.J. Areces and B. Heredia), the Spanish Agency for International Cooperation (AECI), and the LIFE Ricoti (LIFE15-NAT-ES-000802), supported by the European Comisison. D.B.R. was supported by FPI-UAM fellowship from the Universidad Autónoma de Madrid (UAM), and the collaboration of the Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC-CSIC-UCLM). We wish to thank the Servicio de Vida Silvestre of Conselleria D’infraestructures, Territori i Medi Ambient (Generalitat Valenciana) and the Moroccan government for ringing permits and supporting our work. We thank V. Garza, A. Ramírez, R. del pozo, E. Juarez, E.L. García de la Morena, F. Suárez, M. Radi, M. Znari and M. Alouí, and the Colectivo Ornitológico Cigüeña Negra for their help during fieldtrips and arrangements. We also thank two anonymous referees whose helpful comments contributed to improve the paper. This work was approved by the Local Ethical Committee for Animal Experiments of the Autónoma University of Madrid (CEI80-1468-A229).Peer reviewe

Ecología de la reproducción del bisbita campestre Anthus campestris en los páramos ibéricos

Memoria presentada por María Calero Riestra para optar al Grado de Doctor en Ecología por la Universidad Autónoma de Madrid.Se ha llevado a cabo un estudio sobre la reproducción de la especie en dos poblaciones diferentes, incidiendo en el análisis de las variaciones (entre años, entre zonas, y estacionales) de los principales parámetros reproductivos de la especie. Se explora después el efecto de la depredación de nidos en la reproducción y su relación con la fenología de la especie, discutiéndose los resultados en un contexto de estacionalidad de los recursos. A continuación, y puesto que los parásitos son otro de los principales factores junto con la depredación que pueden influir de forma decisiva en la reproducción de las aves, se examina la prevalencia de los parásitos sanguíneos del grupo de la malaria aviar en las dos poblaciones de bisbita campestre, y se analiza su impacto sobre adultos y pollos en las poblaciones. Una vez que se ha descrito y estudiado cómo los factores antes mencionados (depredación, parásitos) afectan a la reproducción, me planteo si la especie ha desarrollado estrategias o mecanismos específicos para hacer frente a las condiciones existentes durante la reproducción en estas latitudes, en especial a las altas tasas de depredación de nidos y a la estacionalidad de los recursos. La estacionalidad impone límites claros al tiempo disponible para reproducirse en estos ambientes y reduce la probabilidad de realizar varias puestas en una misma temporada de cría, que podría ser un mecanismo válido de compensación de las pérdidas debidas a la depredación. Los individuos, sin embargo, podrían tratar de compensar o minimizar los costes por depredación con estrategias de apareamiento que les permitiese aumentar el número de descendientes producidos, como la poligamia. De esta forma, se aborda un estudio exhaustivo y se describen por primera vez las estrategias de apareamiento de la especie desde un punto de vista genético. Ante las evidencias encontradas de queexiste una variada gama de estrategias de apareamiento en las poblaciones estudiadas (monogamia, poligamia, poliandria, parasitismo de nido), en un siguiente paso se evalúa cuál de dichas estrategias produce mayores beneficios a los individuos en cuanto al número de descendientes producidos. Para ello, se realiza un examen detallado del número de descendientes producidos bajo cada una de las estrategias de apareamiento existentes en la población. El análisis se realiza para los individuos de ambos sexos por separado, pues las presiones selectivas que afectan a cada sexo durante la reproducción son diferentes. Mediante esta aproximación se intenta comprender cómo se mantienen las diferentes estrategias de apareamiento en una misma población –algunas de ellas claramente opuestas en cuanto a intereses entre individuos del mismo sexo y del sexo opuesto– y bajo que circunstancias es ventajosa una u otra. Con esta tesis, por lo tanto, espero aportar información útil para un mejor conocimiento y conservación del bisbita campestre, a la par que aumentar el conocimiento sobre la ecología de reproductiva de las aves en general y, en particular, de las especies esteparias en latitudes mediterráneas.La investigación cuyos principales resultados se presentan en esta memoria ha sido parcialmente financiada por: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (programa I3P de becas predoctorales); Proyectos de investigación de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha (PAC06-0137 y PII1C09-0128-4724); Proyecto intramural CSIC (PIE 201030I019).Peer Reviewe

Brutleistung und Nestprädationsmuster bei steppegebundenen Vögeln des Mittelmeerraums: der Fall des Brachpiepers Anthus campestris

[EN]: The main purpose of this study was to provide exhaustive and extensive data on the breeding biology of the Mediterranean Tawny Pipit Anthus campestris. Reproduction was studied within two populations nesting in shrubsteppes in central Spain. We compared breeding parameters (including hatching success, productivity, incubation, brood failures, predation rates, clutch and brood size) between study areas, and among years within each area. Our results suggest that Tawny Pipit reproduction in Spanish shrubsteppes is influenced by two main related factors: timing of breeding and nest predation. We detected seasonal declines in most breeding parameters, but a mid-season peak in productivity. Although large-sized broods were detected at the beginning of the breeding season, the recruitment of these juveniles was very low due to high predation rates on early broods. Finally, our results are compared with the scarce available data from previous breeding studies from other European Tawny Pipit populations.[DE]: Der Hauptzweck dieser Studie war es, vollständige und umfassende Daten zur Brutbiologie mediterraner Brachpieper Anthus campestris bereitzustellen. Die Fortpflanzung wurde in zwei Populationen, die in Strauchsteppe in Zentralspanien nisten, untersucht. Wir haben Brutparameter (einschließlich Schlupferfolg, Produktivität, Bebrütung, Brutverluste, Prädationsraten, Gelege- und Brutgrößen) zwischen den Untersuchungsgebieten sowie innerhalb der Untersuchungsgebiete zwischen verschienenden Jahren verglichen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Fortpflanzung von Brachpiepern in spanischen Strauchsteppen von zwei Hauptfaktoren beeinflusst wird: Zeitpunkt des Bru¨tens und Nestprädation. Wir haben ermittelt, dass die meisten Brutparameter im Verlauf der Saison abnahmen, die Produktivität jedoch in der Mitte der Saison ihren Höhepunkt erreichte. Obwohl zu Beginn der Brutsaison große Bruten erfasst wurden, waren die Rekrutierungsraten für diese Jungvögel sehr niedrig, da frühe Bruten einem hohen Prädationsrisiko ausgesetzt waren. Schließlich vergleichen wir unsere Ergebnisse mit den wenigen verfügbaren Daten aus früheren Brutstudien in anderen europäischen Brachpieperpopulationen.This study was funded by JCCM projects (PAC06-0137 and PII1C09-0128-4724) and CSIC-MICINN project (PIE 201030I019). M.C.-R. was supported by a predoctoral grant (I3P) from the Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Peer Reviewe

Bisbita campestre – Anthus campestris (Linnaeus, 1758)

Aves - Orden Passeriformes - Familia Motacillidae en la Enciclopedia Virtual de Vertrebrados Españoles, http://www.vertebradosibericos.org/.El bisbita campestre Anthus campestris (Linnaeus, 1758), anteriormente conocido por Alauda campestris pertenece al amplio y cosmopolita género de los bisbitas, Anthus spp. (Bechstein, 1805), el cual comprende otras 45 especies de aves insectívoras esbeltas de pequeño tamaño (20 cm), con dorso marrón y pecho y vientre blanquecino. Este género está englobado dentro de la familia Motacillidae (Horsfield, 1821) donde también están agrupadas las lavanderas.Peer reviewe

Las estepas de Valeria: un paraíso para las aves esteparias

12 páginas, 12 figuras.-- Artículo publicado en revista de divulgación.Peer reviewe

Trends and present situation of the populations of the Dupont's lark Chersophilus duponti in Andalucia, Spain

[ES] Se analiza la reducción del área de distribución y del tamaño poblacional de la amenazada. Alondra ricotí (Chersophilus duponti) en Andalucía mediante datos históricos y actuales. Se consi- deraron las citas del período reproductor (1) publicadas, (2) comunicadas a los autores por otras personas, y (3) datos propios inéditos. Además, se re-analizaron los censos de 1988-89 efectados por los autores y durante 2004-05 se muestrearon todas las localidades en que se había citado la especie desde 2000. Los resultados sugieren que la especie ha experimentado una notable reducción en su área de distribución desde el s. XIX, siendo su distribución actual más semejante a la de los años 1970-90 que a la de siglos precedentes. Desde los años 70-90 hasta la actualidad, la especie ha desaparecido en algunas zonas, aunque también se ha mantenido en pequeños núcleos de tamaño inferior a 3 machos territoriales. En este mismo periodo, se estima que la población total andaluza ha experimentado una reducción del 65-72%, siendo en la actualidad de unos 24-31 machos territoriales, localizados en 3 núcleos principales. Las causas y la intensidad de la retracción desde los años 70-90 son complejas y varían entre localidades. Debido a su reducido tamaño y a su alejamiento (87 km de media entre los núcleos principales) la probabilidad de extinción de las poblaciones ha debido ser y es muy alta, por lo que sorprende la persistencia de los núcleos. Se sugiere que debe existir una cierta concectividad con otras poblaciones ibéricas, lo cual ha permitido la supervivencia temporal de estas poblaciones. La espe- cie desbería ser catalogada como "En Peligro Crítico" en Andalucía de acuerdo con los criterios de la UICN.[EN] We analized the trends in the distribution and population size of the endangered Dupont's lark (Chersophilus duponti) in Andalucia, from the old times to nowadays. We considered all records during the breeding périod of (1) published records, (2) observations communicated by other persons, and (3) own unpublished data. Moroever, the 1988-89 census of the authors were re-analysed and we sampled during 2004-05 all the localities were the species was recorded from 2000. The results suggest that the species range has reduced drastically from c. XIX, being more similar between years 1970-90 to nowadays than previous centuries. However, the species has desappered or its population size has been reduced in some localities from 1970-90 to nowadays, although some populations with less than 3 singing males have persisted. We estimated than from 1970-90 to 2004-2005, the total population of Andalucia has been reduced between 65-72%, being today between 24-31 singing males, and in all casses less than 50 singing males. The causes and intensity of the decline from the 70-90' are complex and differ between areas. Due to the small population size and distance between them (average minimun distance between the main areas, 87 km) the extinction probability must has been, and it is, very high, and it is surpri- sing that the populations have survived. It is suggested that only a certain conectivity with other Iberian populations would allow the survival of these populations. According with the IUCN cri- teria, Dupont's lark most be classified as "Critically Endangered" in Andalucía.Este estudio se ha realizado en el marco de dos convenios suscritos por el Dpto. de Ecología, a través de la FGUAM, con la Dirección General para la Biodiversidad, del Ministerio de Medio Ambiente, y con SEO/BirdLife Andalucía.Peer reviewe

Characterization of polymorphic microsatellite loci for the Tawny Pipit Anthus campestris and their utility in other steppe birds

New microsatellite loci for Tawny Pipit Anthus campestris were isolated from a genomic library. We were able to unambiguously score six loci: two were dinucleotide, one trinucleotide, two tetranucleotide and one pentanucleotide that turned out to be sex-linked. Four out of six loci were polymorphic with 7-23 alleles in our population and an observed heterozygosity ranging between 0.286 and 0.936. Cross-utility of these markers was tested in other 17 steppe-bird species of six families. In addition, 16 microsatellite loci developed for other species were tested for cross-species amplification in A. campestris. Eight microsatellite markers were successfully amplified; seven of them were polymorphic with 2-43 alleles and an observed heterozygosity of 0.040-0.863. Overall, 14 functional locus markers have been characterized for A. campestris that could be useful for future studies of paternity, genetic variability and population structure.This study was funded by JCCM projects PAC06-0137 and PII1C09-0128-4724. M.C. was supported by a predoctoral grant (I3P) from the Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Peer Reviewe

Genetic and phenotypic variation among geographically isolated populations of the globally threatened Dupont's lark Chersophilus duponti

Identifying genetically and phenotypically distinct populations of threatened species is critical if we are to delineate appropriate plans for their conservation. We conducted an integrated analysis of population genetic structure, historical demographic events, current gene flow (all based on mtDNA sequences) and morphological variation of three geographically separated groups of populations of Dupont’s lark Chersophilus duponti, located in the Iberian Peninsula (three populations), Morocco (two populations), and Tunisia (one population). Unusually, this lark species is the only one among the genus Chersophilus. Our results revealed the early historical divergence of an eastern Dupont’s lark lineage (in Tunisia) and a western lineage (in Morocco and Spain), consistent with subspecies taxonomy and distribution. The western lineage subsequently split into two lineages, following the isolation of Iberian and African populations. Such pattern of historical differentiation caused great population genetic structure, with differences among geographic areas explaining more than 80% of total genetic variation. Mismatch distributions and coalescent estimates of divergence time showed that lineage divergence was associated with sudden population expansion events, which apparently took place during the last glaciation, when steppe habitats were widespread across the Mediterranean region. Extant populations from different geographic areas hardly shared any haplotype (only one out of 16 ND2 haplotypes was shared by Tunisian and Moroccan Dupont’s larks), and consequently gene flow between geographic areas was found to be virtually absent. Apart from showing great genetic differentiation, Dupont’s larks from different geographic areas were morphologically distinct, showing substantial variation in body size and feeding-related traits (length of feet and bill). We conclude that Dupont’s lark populations isolated in the Iberian Peninsula, Morocco, and Tunisia are distinct evolutionary entities and should be considered as such in conservation plans. Such circumstance sets a daunting conservation challenge that exemplifies the need of incorporating knowledge of historical processes to our general understanding of the demography of threatened species.This project was partially financed by the authors, the Spanish Ministry of Environment (MMA), the Spanish Agency for International Cooperation (AECI), the Spanish Ministry of Science and Technology (Ramón y Cajal Programme, JP-T) and the CSIC-I3P programme (J.T.G).Peer reviewe