Summary
Nous présentons un protocole pour caractériser le sexe des cris de tête de bûcheron visuellement basé sur la coloration et le modèle de la sixième plume d’aile primaire.
Abstract
Le criard est un petit oiseau passant sexuellement monomorphe utilisant des habitats de prairies à travers l’Amérique du Nord. D’après les données de l’Enquête sur les oiseaux nicheurs, l’espèce a connu un déclin drastique depuis le milieu des années 1960. La cause du déclin est inconnue, et des recherches sont en cours pour combler cette lacune en matière de connaissances. Ces efforts sont entravés par l’incapacité de sexertcés avec l’espèce en main, qui jusqu’à présent n’était possible qu’à l’aide de marqueurs moléculaires. Ici, nous présentons un protocole à la tête de bûcheron shrikes en analysant visuellement la coloration et le modèle dans la sixième plume primaire. L’application de la méthode facilitera notre capacité à identifier les menaces à une échelle plus fine que ce qui a été possible à ce jour et à répondre à diverses hypothèses écologiques et évolutives. La méthodologie est simple et les résultats fiables, nous encourageons l’inclusion de cette méthode de recherche des populations in situ et ex situ.
Introduction
Le criard de bûcherons (Lanius ludovicianus) est un passant nord-américain avec une large gamme géographique englobant la majeure partie de l’Amérique du Nord et une variété d’habitats qui peuvent généralement être décrits comme des prairies1. C’est l’une des deux seules espèces de shrikes (Order Passeriformes) qui se produisent en Amérique du Nord. Shrikes sont surtout connus pour le projet de loi unique rapace-comme, qui leur permet de prendre des proies vertébrés, et leur comportement unique d’empaler les aliments sur des épines ou d’autres objets pointus. Le cri de bûcheron est la seule espèce de « véritable crique » (Family Laniidae) endémique sur le continent. Shrikes élevage au-dessus de 40 n sont généralement obliger les migrants1,2,3, avec des aires d’hivernage presque entièrement englobées dans celle des conspécifiques non migrateurs1,4.
Les données de l’Enquête sur les oiseaux nicheurs nord-américains5 pour les cris de bûcheron indiquent un déclin important de la population à l’échelle de l’échelle de l’aire de répartition (3,18 % d’an-1). Le cri d’affaires est l’un des 24 « oiseaux communs en déclin » de Partners in Flight, c’est-à-dire ceux qui ont perdu plus de 50 % de leur population au cours des 40 dernières années, mais qui n’ont pas d’autres facteurs de vulnérabilité élevés qui justifieraient un statut plus élevé de « Liste de surveillance »6. La perte d’habitat due à la succession et au développement humain ont probablement contribué aux déclins initiaux4,7,mais le déclin continu de la population dépasse la perte d’habitat pendant la saison de reproduction, ce qui suggère d’autres facteurs limitants, en particulier dans les zones où l’espèce est un migrant obligatoire4,8. Les résultats d’une analyse de la viabilité de la population effectuée pour la population en danger critique d’extinction des cris de bûcherons en Ontario suggèrent que le succès hivernal des oiseaux au cours de leur première année de vie est un moteur des tendances démographiques9,10. Les résultats indiquent en outre que l’effort de reproduction de la conservation, qui augmente la population sauvage, a empêché l’espèce d’extirper dans cette zone9,10.
Comprendre les différences entre les sexes est un élément important des hypothèses écologiques et évolutives. Le plumage des shrikes en bûcheron (Laniusludovicianus) est sexuellement monochrome et donc les individus ne peuvent pas être sexués de façon fiable dans la main. Cependant, sur la base d’une méthode applicable à la grincheuse du Nord (Excubitor Lanius)11,12, il a été montré pour être possible de sexe au moins certaines populations de shrikes en bûcheron adulte en utilisant le modèle de coloration dans la sixième plume de l’aile primaire13. Nous avons révisé cette méthodologie13 pour inclure l’examen d’une deuxième variable, en particulier l’étendue de la pigmentation dans le rachis du sixième primaire, qui permet une identification fiable du sexe dans la majorité des individus dans les populations orientales, et testé son application (auparavant seulement appliquée aux oiseaux adultes) pour les jeunes à part entière de l’année. La méthode ne nécessite pas d’équipement spécialisé ou d’essais coûteux en laboratoire, et aucune mesure n’est requise qui serait sujette à un biais d’observateur. Sur la base de nos résultats, la méthode est facilement apprise et, une fois maîtrisée, très précise. Ici, nous présentons des instructions détaillées sur la façon de sex shrike dans la main en utilisant notre méthode et discuter des implications plus larges de l’inclusion de l’évaluation du sexe dans la recherche future et les efforts de conservation pour cette espèce unique et énigmatique de préoccupation de conservation.
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Protocol
Le protocole de recherche présenté dans les présentes est conforme aux lignes directrices du Comité de soins aux animaux d’African Lion Safari.
1. Sexing Loggerhead Shrikes par Color and Patern of the Sixth Primary Wing Feather
REMARQUE : Les shrikes peuvent être sexés à la main en fonction de la coloration et du motif de la sixième plume de l’aile primaire (P6). En bref, la technique exige que l’observateur extrapole visuellement une ligne le long du bord inférieur des couvertures de l’aile primaire, puis pour évaluer jusqu’où le brun s’étend dans le rachis (arbre) à travers la partie blanche de la plume visible sous les couvertures primaires.
- Tenez l’oiseau fermement dans l’adhérence des banders et étendez soigneusement une aile pour permettre de voir la sixième plume d’aile primaire(figure 1). Ne pas trop étendre car cela peut causer des dommages à la musculature de l’oiseau.
- Localiser la plume P6: Les Shrikes en bûcheron ont 10 plumes primaires, la dernière (10e)étant la plume la plus distale (extérieure) et réduite en taille compartive aux 9 autres plumes primaires. Contrairement aux plumes secondaires, et à l’exception de la réduction de 10e plume primaire, toutes les primaires ont un degré de coloration blanche. Il peut être plus facile de compter à l’envers à partir de la 10e primaire que de localiser le premier primaire et compter en avant pour localiser le P6.
- Évaluer le brun dans le rachis (arbre ci-après): S’étend-il au moins à mi-chemin à travers le blanc, et toucher, ou presque toucher l’extrémité distale (le plus éloigné du corps et le point d’émergence) des plumes secrètes primaires comme ils gisaient naturellement sur les plumes primaires? Si "oui", l’oiseau est femelle (figure 2). Si "non", alors l’oiseau est mâle(figure 2).
- Le modèle et l’étendue de la coloration dans les plumes primaires varie d’un individu à l’autre. Si vous ne savez pas si le brun dans l’arbre s’étend au moins à mi-chemin à travers la tache blanche aux extrémités distales des couvertures primaires, ou si le brun est quelque peu indistincte, utilisez une technique secondaire. Plus précisément, évaluer la symétrie de la transition brun à blanc dans la girouette de chaque côté de l’arbre(figure 2). Si le brun au point où la coloration change de blanc dans la girouette se réunit au même endroit de chaque côté de l’arbre, l’oiseau est mâle. S’il y a la ligne se réunit asymétriquement à l’arbre, créant une étape ou un cran, le modèle indique que l’oiseau est une femelle(figure 2).
- S’il y a encore de l’incertitude quant au sexe de l’individu, examinez l’angle de la transition entre la coloration brune et la coloration blanche. Si le brun dans la girouette a un angle raide où il rencontre le blanc dans la girouette à l’arbre, formant un "V" à l’envers, le modèle indique que l’oiseau est une femelle(figure 2). Si le modèle est plus celui d’un «M», il indique un oiseau mâle(figure 2).
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Representative Results
Le plumage mâle et femelle est, dans l’ensemble, monomorphe dans le cri d’crétin. Cependant, il a été établi que le sexe peut être discerné en fonction du modèle de coloration dans le 6e primaire dans la population qui se produit sur la Californie continentale13 et le nord ratatinement12. Nous avons testé le protocole13 de Sustaita et coll. (2014) pour déterminer s’il s’appliquait aux populations nord-est de la tête de bûcheron et aux cohortes d’âge plus jeune. Nous avons développé une version modifiée du protocole, dans le but de développer une méthode précise et facile à utiliser adaptée à une utilisation sur le terrain. Nous avons testé notre protocole modifié en élaborant un projet d’enquête Citoyen Scientifique. Le sondage a été envoyé à la base de données de bulletin électronique d’African Lion Safari (SLA), qui se compose d’abonnés du Canada, des États-Unis et du monde entier. En outre, nous avons également publié l’enquête sur la page Facebook de la SLA, qui a atteint 5 604 personnes. Au total, 399 personnes ont examiné le sondage et 120 y ont participé. On a demandé aux participants de lire une brève instruction sur la façon de sexe à l’aide de motifs de plumes (semblable à celui présenté ici) puis de sexe d’une série de 26 shrikes (n - 13 femelles et n 13 mâles) basé sur une photographie montrant le modèle dans le 6e primaire. Des photographies ont été présentées dans le même ordre pour chaque spectateur, avec des photos de mâles contre femelles commandées au hasard. Le sexe des shrikes avait déjà été confirmé à l’aide de méthodes de sexing génétique14. Toutes les photographies portaient sur des oiseaux de l’année Hatch à part 2017 produits à African Lion Safari, une installation de reproduction de conservation en Ontario, au Canada, et provenant des mêmes lignées fondatrices, ne représentant qu’une sous-espèce et une seule population dans l’est du Canada. Seules les photos d’oiseaux dans lesquels les plumes de vol étaient entièrement apparues ont été incluses dans l’étude. Toutes les photos ont été prises de façon opportuniste alors que les oiseaux étaient manipulés pour des soins et une prise en charge de routine (p. ex. pour la vaccination). Les photos ont été sélectionnées en fonction de leur qualité d’image - c’est-à-dire la résolution, la mise au point et si la présentation de la 6e primaire n’était pas obstruée - plutôt que sur la façon dont elles représentaient l’idéal pour chaque sexe.
On a demandé aux répondants d’évaluer leurs connaissances préalables sur les oiseaux et de déterminer s’ils estimaient que la notation devenait plus facile au fur et à mesure qu’ils examinaient les photos. Seulement 4 % des répondants se sont classés comme experts en ce qui concerne les oiseaux. Les autres répondants étaient assez divisés, se d’évaluer comme n’ayant aucune expérience (43 %) ou en tant qu’amateur (46%).
Nos scientifiques citoyens ont en moyenne 77 % (gamme de 70 % à 85 %) évaluation correcte pour les femmes, et 77 % pour les hommes (gamme de 67 % à 86 %) (Tableau 1). La notation était cohérente parmi les photos suggérant que les modèles sont probablement assez cohérents dans chaque sexe. Soixante-onze pour cent de nos bénévoles ont répondu qu’ils estimaient que la notation devenait plus facile au fur et à mesure. Cependant, le nombre moyen de photos correctement notées était presque identique pour les dix premiers (78 % ont obtenu une note correcte) par rapport au deuxième dix (77 % ont été notés correctement) des photos examinées, ce qui suggère que la notation elle-même n’est pas devenue plus facile ou plus précise avec la pratique, mais que les participants étaient plus à l’aise avec la méthodologie.
Nous avons testé l’hypothèse selon laquelle la précision augmente avec la formation et l’expérience. Dix personnes ont été formées en personne selon notre méthode, plutôt que de leur faire lire les instructions. Chaque individu a été montré 5 photos de shrikes, qui n’ont pas été inclus dans l’enquête. La méthode de sexing a été réitérée verbalement par le formateur pour chaque photographie. On a ensuite demandé aux stagiaires de procéder à la même évaluation que nos scientifiques citoyens. Toutes les personnes formées une seule ont évalué 12 des 13 photos de femmes et 11 des 13 photos d’hommes correctement. Un stagiaire a incorrectement marqué l’aile d’un oiseau femelle comme étant celle d’un mâle. Deux individus formés ont incorrectement identifié 2 photos d’une aile masculine comme étant femelle. Nos résultats suggèrent que la formation verbale individuelle, qui dans notre cas a été accomplie à l’aide de photographies, était très efficace et l’exactitude accrue des désignations par rapport aux instructions écrites. Une formation pourrait également être dispensée sur le terrain avec un oiseau à la main. Quelle que soit la méthode, nous recommandons une formation individuelle dans la mesure du possible sur l’utilisation d’instructions écrites avant la collecte de données.
Nos résultats indiquent qu’avec une quantité modeste de pratique, qui n’a pas à compter sur avoir des oiseaux à la main, le sexe de la tête de bûcheron se ratatiner en utilisant la coloration et le modèle de la 6e primaire fournit une méthode très précise par laquelle le sexe des cris peut être discerné. Cependant, des recherches futures sont nécessaires pour déterminer si cette méthodologie fonctionne universellement entre les populations de cris de tête de bûcheron et dans d’autres sous-espèces. Nous suggérons également que la recherche future évalue le degré de différence dans le modèle de P6 et la coloration entre les ailes gauche et droite, et dans les mues suivantes et répétées. Nous recommandons également que les recherches futures évaluent la répétabilité de la méthode par le même observateur. Quoi qu’il en soit, compte tenu des résultats de nos propres recherches et des recherches antérieures, il semblerait que cette technique a le potentiel d’utilité à grande échelle au sein de l’espèce.
Figure 1 : L’aile de la tête de bûcheron s’est prolongée en vue d’évaluer la6e plume primaire. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 2 : Exemple de sixième coloration et modèle primaires de plumes chez les femelles (A et B) par rapport aux cris de tête de bûcheron mâles (C et D). La pigmentation foncée dans le rachis est touchante, ou presque toucher la pointe distale des couvertures primaires, la coloration de plume brune de vane est asymétrique de chaque côté de l’arbre où il passe au blanc, et il y a un angle raide de « V » à la transition chez les femelles. La pigmentation foncée dans le rachis n’est pas plus de la moitié des extrémités distales des couvertures primaires et le brun dans la girouette de chaque côté de l’arbre à la transition vers le blanc est symétrique, et forme un peu profond "M" angle au point de transition chez les mâles. Une ligne noire solide a été superposée sur les images pour démontrer la pointe distale des primaires. Sur les photos B et C, une ligne bleue a été superposée sur les photos pour démontrer les angles "V" contre "M". Les quatrièmes primaires (P4) et sixième primaire (P6) sont tous deux étiquetés pour indiquer l’ordre dans lequel les plumes primaires sont numérotées. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
| Ratio de réponses correctes | Femelles | Mâles |
| 60% à 69% | 0 | 1 |
| 70% à 79% | 7 | 7 |
| 80% à 89% | 6 | 5 |
| 90% à 100% | 0 | 0 |
| Nombre total de photos | 13 | 13 |
Tableau 1 : Ratio des réponses correctes des scientifiques citoyens examinant les photographies des ailes de cris de tête de bûcheron femelles (n - 13) mâles (n - 13) pour déterminer le sexe en fonction de la couleur et du motif de la6e plume primaire.
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Discussion
Ici, nous décrivons une méthode simple et efficace par laquelle le criard de bûcheron peut être sexté basé uniquement sur des indices visuels, et fournir une évaluation de l’exactitude de la méthode. Notre méthode simple est facilement et rapidement entreprise, avec des résultats indiquant un taux de précision élevé qui augmente avec une petite quantité de formation. Nos résultats appuient ceux des travaux précédents13 qui ont indiqué la méthode développée à l’origine pour une utilisation dans le nord de la p ratche12 avait l’utilité pour sexing shrikes en bûcheron adulte en Californie continentale. Nous avons étendu cette recherche pour démontrer que la technique fonctionne également ailleurs dans l’aire de répartition de l’espèce, dans une sous-espèce différente15, et pour les jeunes de l’année avec des plumes de vol entièrement émergées. Nous avons simplifié l’approche13 pour nous concentrer uniquement sur le motif d’une plume d’aile primaire, car notre objectif était de déterminer si la méthode pouvait être utilisée comme une technique conviviale et facilement apprise pour le sexe hurlant à la main dans le domaine, qui n’a été auparavant possible que pendant une courte période de temps au cours de la saison de reproduction11.
La capacité de déterminer le sexe dans le criton de bûcheron facilitera l’examen d’un ensemble considérablement élargi d’hypothèses écologiques et évolutives pour l’espèce. Les différences sex-biaisées dans les caractères démographiques et de l’histoire de la vie peuvent avoir une incidence sur l’efficacité des mesures de conservation, et des données sur ces biais sont nécessaires pour adapter les programmes de gestion pour mieux répondre aux besoins de l’espèce. La recherche sur d’autres espèces aviaires indique que les traits démographiques et de l’histoire de la vie, y compris la mue16,17, la structure sociale et la reproduction18, la dispersion et le flux génétique19,20, la mortalité21,22,23, la migration24 et les effets de report25, état du corps26, choix de l’habitat et l’utilisation27,28,29 ,30, les voies induites par le stress31,32, parisitization33,34, et la réponse à divers facteurs de stress environnementaux35 peuvent varier en fonction du sexe. Les préjugés sexuels dans les populations peuvent avoir des implications importantes pour la démographie de la population, la reproduction, et même la biologie sociale36. Les travaux sur la population de cris de bûcheron dans la prairie nationale midewin Tallgrass dans le nord de l’Illinois suggèrent que la mortalité axée sur les hommes peut avoir un impact négatif sur la tendance37de la population . Avec les progrès dans l’utilisation de marqueurs exogènes, tels que les isotopes stables et les microsatellites génétiques nucléaires38, shriks migrants peuvent être discernés par les résidents. La capacité de semer facilement le sexe facilitera la recherche sur la cause de la mortalité biaisée par le sexe et d’autres facteurs démographiques qui pourraient être à l’origine des tendances démographiques de cette espèce.
L’élevage de conservation s’est avéré un outil de gestion essentiel pour la population de shrikes en bûcheron en Ontario9,10. L’augmentation de la population sauvage en utilisant les jeunes de l’année élevés dans les soins humains a empêché cette population d’extirpation, essentiellement «gagner du temps» pour la recherche pour mieux comprendre la cause du déclin. À ce jour, plus de 1000 jeunes oiseaux ont été relâchés dans la nature en Ontario depuis le lancement du programme de libération en l’an 2000, les jeunes ayant migré et revenant se reproduire au cours des années suivantes39,40. Chaque année, quelques individus sont retenus pour s’assurer que la reproduction future peut se produire. Idéalement, le rapport entre les mâles et les femelles dans la population ex situ serait égal. Une méthode rapide et peu coûteuse aiderait à s’assurer que cet objectif de gestion de la population ex situ est atteint tout en libérant autant de jeunes que possible. Avec plus de 100 jeunes oiseaux libérés dans la plupart des années41, le coût du sexing ADN est prohibitif. Par conséquent, il n’est pas possible de déterminer si les taux de rendement de chaque sexe sont proportionnels à celui libéré ou si la mortalité sexiste se produit. Encore une fois, une méthodologie peu coûteuse et facile à mettre en œuvre par laquelle les jeunes de l’année peuvent être sexospécifés nous permettrait de mieux réduire l’impact de la reproduction de la conservation sur l’espèce en Ontario et d’aider à élargir la portée de la recherche possible pour inclure, par exemple, le dimorphisme de taille sexuelle et les ratios de sexe saisonniers de survie de survie, etc.
Alors que les méthodes de sexing moléculaire sont disponibles qui sont largement applicables pour une utilisation avec les oiseaux14,42, et se sont avérés efficaces avec des shrikes en bûcheron38,42,ils nécessitent un échantillon de tissu à partir de laquelle extraire l’ADN, l’équipement spécialisé, et l’expertise et ne sont pas aussi rentables que notre méthode. D’autres méthodes de détermination du sexe utilisant des caractéristiques externes telles que le sexing d’évent sont moins efficaces pour le cri d’étanchéité de la tête de bûcheron, qui ne présentent qu’une protubérance cloacale pendant de courtes périodes (Chabot, données non publiées). Morphométrie approprié pour sexing le grincheux nordique étroitement lié (L. excubitor)12 n’ont pas été aussi efficaces dans les shrikes de tête de bûcheron43,44,45. Notre méthode précise et facile à mis en œuvre de détermination du sexe a une vaste utilité, non seulement pour éclairer les études comparatives démographiques et d’histoire de la vie, mais aussi pour les activités de recherche et de conservation qui nécessitent des données spécifiques au sexe.
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Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Acknowledgments
Le financement du travail sur le terrain au cours duquel nos méthodologies ont été élaborées a été fourni par le Service canadien de la faune d’Environnement Canada, l’application des technologies stratégiques de la génomique dans le Fonds de recherche sur l’environnement d’Environnement, les espèces en voie de disparition. Fonds de rétablissement, le Fonds de rétablissement interministérable, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie et le ministère de la Formation, des Collèges et universités de l’Ontario (bourses d’études à l’AAC), l’Université Queen’s (Bourse Duncan et Urlla Carmichael A.A.C.) et Conservation de la faune Canada. Nous tenons à remercier l’éditeur et quatre commentateurs anonymes pour leurs commentaires, qui ont grandement amélioré ce manuscrit. Merci au personnel de Conservation de la faune Canada et aux membres du Groupe de travail nord-américain Loggerhead Shrike pour des discussions qui ont aidé à l’élaboration de cette méthodologie. Nous remercions tous les scientifiques et le personnel des citoyens d’African Lion Safari, à Cambridge, en Ontario, pour leur aide pour l’achèvement du sondage. Nous remercions tout particulièrement Erin Sills, coordonnatrice du marketing et des relations publiques, African Lion Safari, pour son aide dans la production de l’enquête en ligne et la résumation des résultats.
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