Behavioural and physiological adaptations of precocial chicks to arctic environments

Steltloperkuikens warmen zich vaker onder een oudervleugel dan gedacht Dit onderzoek gaat in op de vraag hoe de ‘nestvliedende’ kuikens van grotere en kleinere soorten steltlopers de balans vinden tussen groei aan de ene kant en functioneel vermogen (foerageren, warm blijven) aan de andere kant. Dit onderzocht zij aan de hand van het gedrag en de fysiologie van kuikens die opgroeien op de arctische toendra in het Canadese Churchill en zich daar aanpassen aan de vaak veeleisende weersomstandigheden. Nestvliedende kuikens zoals die van steltlopers verlaten vanaf dag één het nest en scharrelen zelf hun voedsel bij elkaar. Omdat ze zichzelf in eerste instantie nog niet warm kunnen houden, keren ze regelmatig terug naar de oudervogel om onder diens veren op te warmen. Dit betekent dat deze kuikens bij uitstek gevoelig zijn voor weersomstandigheden en voedselaanbod. Krijgsveld ontdekte dat kuikens van kleinere soorten steltlopers afhankelijker zijn van hun vermogen om energie en daarmee warmte te produceren; en dat grotere soorten, dankzij hun grotere volume, meer warmte vasthouden en daardoor toe kunnen met een lager functioneel vermogen. Tegelijkertijd groeien kleinere soorten ook sneller, waardoor ze steeds minder snel hun warmte verliezen. De snellere groei in combinatie met hogere functionele capaciteit bij kleinere soorten ten opzichte van grotere soorten, impliceert dat van een trade-off tussen groei en functionele capaciteit geen sprake is voor steltloperkuikens, zoals tot dan toe gedacht werd. In plaats daarvan lijkt de nodige ruimte te bestaan om de relatie tussen groeisnelheid en functionele capaciteit te veranderen. Daarbij lijken grotere en kleinere soorten verschillende strategieën te volgen. Ook toonde Krijgsveld aan dat steltloperkuikens hun lichaamstemperatuur niet onder ca. 35ºC laten zakken tijdens het foerageren. Hoewel ze zonder blijvende schade veel lagere lichaamstemperaturen kunnen overleven. Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat nestvliedende kuikens hun lichaamstemperatuur tijdens het foerageren veel verder laten zakken, omdat dat mogelijk is. Maar door tijdig weer op te warmen onder de oudervleugel hoeven de kuikens relatief minder tijd te besteden aan opwarmen, waardoor ze in totaal meer tijd overhouden om te foerageren. This thesis is about the development of precocial chicks of shorebirds in relation to demands set by the arctic environment. In particular, it is about the effects that body size has on growth and development of functional maturity, and on the role of behavioural adaptations in response to environmental and physiological limits to maximize growth. Being precocial, shorebird chicks leave the nest soon after hatching to forage by themselves, but, as they are not yet homeothermic, they lose body heat while foraging and must be rewarmed by their parents at regular intervals. Because of the active foraging of precocial chicks, a large fraction of their resources is allocated to functions other than growth such as foraging and thermoregulation, compared to more altricial chicks. To deal with the highly varying and often unfavourable environmental conditions, the ability to adjust growth patterns to demand is an important mechanism for increasing chances of survival. Krijgsveld found that precocial chicks of shorebirds maximize survival by combining a high growth rate with high levels of functional capacity, and are deploying a high flexibility in development and foraging behaviour to adjust to demands set by varying ambient conditions. Krijgsveld also showed that growth is maximized by maintaining minimum body temperature at relatively high levels of 36-37ºC. In doing so, the chicks maximize the time available for foraging. The physical ability of young precocial chicks to lower their body temperature to values as low as 26ºC is not profitable for growth. The advantage of this phenomenon, which is so typical for shorebird chicks, lies in the fact that it enables them to survive periods of extended cooling, which is extremely useful in the arctic environment.