https://orcid.org/0000-0002-2935-852X
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Samuel A Merker, T Scott Sillett, Benjamin G Freeman, Robert J Cooper, Richard B Chandler, Egg translocation across a local range boundary reduces hatch rates in a trailing-edge population of a migratory songbird, Setophaga caerulescens (Black-throated Blue Warbler), Ornithology, 2025;, ukaf007, https://doi.org/10.1093/ornithology/ukaf007
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ABSTRACT
The abiotic range limitation hypothesis states that species distributions are shaped by physiological constraints imposed by temperature and precipitation. To test this hypothesis, we assessed the impacts of climate on hatch rates by reciprocally translocating complete clutches of both Setophaga caerulescens (Black-throated Blue Warbler) and S. citrina (Hooded Warblers) across a local range boundary of S. caerulescens in the southern Appalachian Mountains. The S. caerulescens population occurs at the trailing edge of its breeding range, whereas the S. citrina population occurs near the core of its range. The hatching probability of S. caerulescens eggs declined from 0.93 ± 0.02 to 0.60 ± 0.07 when moved to S. citrina nests in warmer conditions. Translocation, however, had little effect on hatching probability of S. citrina eggs when moved to S. caerulescens nests in cooler environments. Thirteen reciprocal clutch translocations were performed; 17 clutches were moved as controls; and 49 nests were not manipulated. We monitored species-specific incubation behavior, measured microclimate conditions inside and outside nests using hygrochron iButtons, and examined the effects of temperature and humidity on nestling growth rates. Higher ambient temperatures had a greater effect on hatching probability than did humidity, but we were unable to determine if reduced hatching was caused by changes in temperature, humidity, or their interaction. We suggest that, in warmer conditions, S. caerulescens eggs in S. citrina nests may have been unable to cool sufficiently to avoid excessive water loss due to higher ambient temperatures but not a difference in relative humidity. Our finding that hatch rates of S. caerulescens declined when translocated to warmer conditions supports the hypothesis that distributions of trailing-edge populations are limited in part by climate effects on reproductive rates.
RESUMEN
La hipótesis de limitación abiótica de la distribución establece que la distribución de las especies está determinada por restricciones fisiológicas impuestas por la temperatura y la precipitación. Para probar esta hipótesis, evaluamos los impactos del clima en las tasas de eclosión mediante la translocación recíproca de nidadas completas de Setophaga caerulescens y S. citrina a través del límite de un rango de distribución local de S. caerulescens en el sur de los montes Apalaches. La población de S. caerulescens se encuentra en el margen de su área de reproducción, mientras que la población de S. citrina se encuentra cerca del núcleo de su distribución. La probabilidad de eclosión de los huevos de S. caerulescens disminuyó de 0.93 ± 0.02 a 0.60 ± 0.07 cuando fueron trasladados a nidos de S. citrina en condiciones más cálidas. Sin embargo, la translocación tuvo poco efecto en la probabilidad de eclosión de los huevos de S. citrina cuando fueron trasladados a nidos de S. caerulescens en ambientes más fríos. Se realizaron trece translocaciones recíprocas de nidadas; diecisiete nidadas fueron trasladadas como controles; y cuarenta y nueve nidos no fueron manipulados. Monitoreamos el comportamiento de incubación específico de cada especie, medimos las condiciones microclimáticas dentro y fuera de los nidos utilizando el iButton hygrochron y examinamos los efectos de la temperatura y la humedad en las tasas de crecimiento de los polluelos. Las temperaturas ambientales más altas tuvieron un efecto mayor en la probabilidad de eclosión que la humedad, pero no pudimos determinar si la reducción en la eclosión fue causada por cambios en la temperatura, la humedad o su interacción. Sugerimos que, en condiciones más cálidas, los huevos de S. caerulescens en nidos de S. citrina pueden no haber sido capaces de enfriarse lo suficiente para evitar una pérdida excesiva de agua debido a temperaturas ambientales más altas, pero no a una diferencia en la humedad relativa. Nuestro hallazgo de que las tasas de eclosión de S. caerulescens disminuyeron cuando fueron translocados a condiciones más cálidas respalda la hipótesis de que la distribución de las poblaciones en el margen de su área de distribución está limitada en parte por los efectos del clima en las tasas reproductivas.
Lay Summary
•Trailing-edge populations are populations at the receding margin of a species’ shifting geographic range and are considered to be at high risk of extinction from changing climate conditions.
•Increasing temperatures may reduce hatch rates and alter nestling growth in trailing-edge songbird populations.
•To test whether warmer conditions affected hatch rates of trailing-edge songbird eggs, we moved entire clutches of Setophaga caerulescens (Black-throated Blue Warbler) and eggs into low-elevation nests of the closely related S. citrina (Hooded Warbler). We also moved S. citrina eggs into the high-elevation nests of S. caerulescens.
•To test whether warmer conditions affected hatch rates of trailing-edge songbird eggs, we moved entire clutches of Setophaga caerulescens (Black-throated Blue Warbler) and eggs into low-elevation nests of the closely related S. citrina (Hooded Warbler). We also moved S. citrina eggs into the high-elevation nests of S. caerulescens.
•Setophaga caerulescens eggs hatched at a lower rate when moved to lower elevations where climate conditions were warmer. Setophaga citrina eggs were unaffected by being moved into S. caerulescens nests in cooler conditions at high elevations.
•Translocated nestling growth was mostly unaffected by being nestlings being raised in different conditions, but some S. citrina nestlings responded by growing larger wings and tarsi.
•Results of our experiment support the hypothesis that climate conditions set range limits of trailing-edge populations by impacting avian reproductive rates. The mechanism by which temperature or humidity reduced hatch rates of the trailing-edge population remains uncertain.
