Body mass and condition of a fynbos bird community: investigating impacts of time, weather and raptor abundance from long-term citizenscience datasets

Abstract

Variation in body size, especially mass, is a function of local environmental conditions for any given species. Recent recorded decreases in body size of endotherms have been attributed to climate change in some cases. This prediction is based on the trend of smaller body size of endotherms in warmer climates (Bergmann’s rule) and it implies genetic responses rather than phenotypic flexibility. Alternatively, selection for smaller body size
or lower mass could be explained by the starvation-predation hypothesis, where lighter individuals have a higher probability of escaping pursuing predators, such as raptors. Evidence that climate warming is driving patterns of size selection in birds in recent times has been mixed. We inspected data on 40 bird species contributed by bird ringers to the South African Ringing Scheme (SAFRING) for changes in body mass and condition as a function of time (year), minimum temperature of the day of capture, maximum temperature of the previous day, and rainfall data in the south-western Cape Floristic Region (fynbos) around Cape Town, South Africa, for the period 1988–2015. The region shows a warming trend over the study period (0.035 °C yr−1). Interannual body mass and condition change were poorly explained by year or temperature. High daily minimum temperature explained loss of body condition for four species, whereas evidence from recaptured birds indicated negative effects of increasing
maximum daily temperature, as well as rain. For the alternative hypothesis, because raptor abundance is stable or only weakly declining, there is little evidence to suggest these as a driver influencing mass trends. Any decrease in body mass over the study period that we observed for birds appear more likely to be plastic responses to stress associated with temperature or rainfall at this time, rather than systematic selection for smaller body size, as predicted by Bergmann’s Rule.

French Title: Masse corporelle et état d’une communauté d’oiseaux fynbos: étude de l’impact du temps, du climat et de l’abondance des rapaces à partir d’ensembles de données de sciences participative de long terme

La variation de la taille du corps, en particulier de la masse, est fonction des conditions environnementales locales pour une espèce donnée. Les diminutions récemment enregistrées de la taille corporelle des endothermes ont été attribuées au changement climatique dans certains cas. Cette prédiction est basée sur la tendance à la réduction de la taille corporelle des endothermes dans les climats chauds (règle de Bergmann) et implique des réponses génétiques plutôt que la flexibilité phénotypique. L’hypothèse de la faim-prédation, selon laquelle les individus plus légers ont une probabilité plus grande de fuir les prédateurs à la poursuite tels que les rapaces, pourrait également expliquer le choix de corps plus petit ou de masse plus faible. Les preuves selon lesquelles le réchauffement climatique entraîne des modèles de sélection de la taille chez les oiseaux ces  derniers temps ont été mitigées. Nous avons examiné les données relatives à 40 espèces d’oiseaux fournies par les bagueurs d’oiseaux dans le programme de baguage sud-africain (SAFRING) afin de détecter des modifications de la masse et de l’état du corps en fonction du temps (année), de la température minimale du jour de capture et de la température maximale du jour précédent. et des données pluviométriques dans la région du sud-ouest du Cap Floristic (fynbos) autour du Cap Town, en Afrique du Sud, pour la période 1988–2015. La région présente une tendance au réchauffement au cours de la période d’étude (0.035 °C an−1). La masse interannuelle et le changement d’état étaient mal expliqués par l’année ou la température. Les températures minimales quotidiennes élevées expliquent la perte de condition physique de quatre espèces, tandis que les  observations d’oiseaux recapturés indiquent des effets négatifs de l’augmentation de la température maximale quotidienne, ainsi que de la pluie. Pour l’hypothèse alternative, l’abondance des rapaces étant stable ou ne diminuant que faiblement, il y a peu de preuves pour suggérer que ces facteurs influencent les tendances de masse. Toute diminution de la masse corporelle observée au cours de la période d’étude chez les oiseaux semble plus susceptible d’être une réaction plastique au stress associé aux températures ou aux précipitations, plutôt qu’une sélection  systématique pour une taille corporelle plus petite, comme prédit par la règle de Bergmann.

Keywords: banding, Bergmann’s Rule, body size change, citizen science, climate change, fynbos