Coping with climate change : energetic costs of avian timing of reproduction

Abstract

Het broedsucces van veel bosvogels, waaronder koolmezen, hangt af van de timing van het broeden ten opzichte van de timing van de jaarlijkse rupsenpiek. Door klimaatsverandering vindt de rupsenpiek nu gemiddeld drie weken eerder plaats dan 30 jaar geleden. Koolmezen zijn ook vroeger gaan broeden, maar niet vroeg genoeg om de verschuiving van het voedsel van hun jongen bij te benen. Een mogelijke verklaring is dat er niet voldoende voedsel aanwezig om vroeg genoeg te kunnen broeden. Door tegelijk de insectenbeschikbaarheid en het foerageergedrag van koolmeesvrouwtjes te meten, zagen we dat de koolmezen vooral foerageerden in bomen waar op dat moment de meeste insecten te vinden waren, ondanks het feit dat er volop zaden aanwezig waren die relatief veel meer energie bevatten dan insecten. Opvallend was dat veel koolmezen begonnen met leggen op het moment dat insectenaantallen in snel tempo toenamen na een periode van lage insectenbeschikbaarheid, wat duidt op een mogelijke eiwitbeperking voor eiproductie. Vroeger eileggen kan waarschijnlijk niet zonder een verhoging van de energetische uitgaven omdat eieren dan geproduceerd moeten worden onder koudere omstandigheden, bij lage voedselbeschikbaarheid en lage efficientie van voedselzoeken. Als de fitnessvoordelen van vroeg broeden niet opwegen tegen de fitnesskosten van de verhoogde energetische uitgaven, is het beter later te broeden om de totale fitness te maximaliseren. Helaas hebben we niet kunnen aantonen dat koolmezen door ‘te laat’ te broeden en daardoor de voedselpiek deels missen hun fitness maximaliseerde, doordat we er niet in slaagden om koolmezen vroeger te laten broeden. The breeding success of most forest birds, like great tits, strongly depends on the timing of breeding relative to the timing of the caterpillar food peak. Climate change caused the annual food peak to advance. Great tits advanced breeding, but not sufficiently to match the shift of the food peak. One possible explanation for the lack of shift is that there is not enough food to start laying early enough to be synchronized with the caterpillar food peak. We monitored insect availability and great tit foraging behaviour simultaneously and show that females foraged in those trees which at that moment had highest insect availability, even though seeds, which contain much more energy, were abundant. Laying dates of the earliest laying great tits coincided with a steep increase in insect availability after a period of low insect abundance, suggesting a possible protein restriction on egg production. Advancing laying to increase the synchrony between nestling food demand and caterpillar availability will come with an increased energetic costs during egg laying, as eggs will be produced under colder conditions while food availability and foraging efficiency are low. The fitness cost of the increasing energetic costs needed to advance egg laying may not outweigh the fitness benefits gained by breeding earlier and thus mismatched reproduction can be adaptive. Unfortunately we were not able to test if the current (mismatched) timing of reproduction is adaptive as we were not able to experimentally advance egg laying in free living great tits, which is needed to confirm this hypothesis.