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Understanding the mechanisms of site colonization and range expansion is crucial to understanding population dynamics, particularly for colonial seabirds that may struggle to shift their breeding ranges under climate change. We provide an alternative and simple approach to estimating the number of migrating individuals among colonies when original mark–recapture datasets are not available for use in more integrated and established methods. Here we fit an age-structured population model with published vital rates and breeding success rates to simple point counts of abundance using rejection-based approximate Bayesian computation (ABC) to estimate the contribution of immigration to four recently colonized Gentoo Penguin (Pygoscelis papua) breeding sites on the Western Antarctic Peninsula. We found that sustained immigration over several years was required to generate the rapid population growth observed, with some sites even showing evidence of an accelerating immigration rate following initial colonization. We demonstrate that our method is capable of estimating the contribution of immigration to population growth in a species where mark–recapture datasets are unavailable. By leveraging census data that are relatively easy to obtain, our approach provides a new method for understanding how range expansions occur in species such as Antarctic penguins whose habitat is undergoing changing climate conditions.
LAY SUMMARY
Understanding how birds colonize new locations is important for learning how they may respond to climate change. While many methods exist to estimate the number of individuals that are moving among colonies, they cannot always be applied to certain species for which certain datasets are missing or unavailable.
We overcame this issue by applying a common statistical approach to simulate growth of four new Gentoo Penguin colonies and compare these to the true growth patterns. Our model results showed that the rapid population growth we observed must have been supported by hundreds of immigrants coming from other colonies.
These findings are interesting because these new colonies have led to a southward expansion of this species' typical breeding distribution and this recent range expansion may be a response to changing climate. We demonstrate that this method is effective at estimating movement among colonies when other similar methods cannot be applied due to lack of dataset availability and data collection limitations of the species of interest.
Comprender los mecanismos de colonización de sitio y la expansión del área de distribución es crucial para entender la dinámica poblacional, en particular para las aves marinas coloniales que pueden tener dificultades para cambiar sus áreas reproductivas frente a los efectos del cambio climático. Brindamos un enfoque simple y alternativo para estimar el número de individuos migratorios entre colonias cuando las bases de datos originales de marcado y recaptura no están disponibles para su uso en métodos más integrados y establecidos. Aquí ajustamos un modelo poblacional estructurado por edad con tasas vitales y tasas de éxito reproductivo publicadas, a puntos de conteo de abundancia utilizando cálculos bayesianos aproximados (CBA) basados en el rechazo para estimar la contribución de la inmigración a cuatro sitios reproductivos de Pygoscelis papua colonizados recientemente en la Península Antártica Occidental. Encontramos que se requería una inmigración sostenida durante varios años para generar el rápido crecimiento poblacional observado, y algunos sitios incluso mostraron evidencia de una tasa de inmigración acelerada después de la colonización inicial. Demostramos que nuestro método es capaz de estimar la contribución de la inmigración al crecimiento poblacional en una especie donde las bases de datos de marcado y recaptura no están disponibles. Al aprovechar los datos de censos que son relativamente fáciles de obtener, nuestro enfoque proporciona un nuevo método para comprender cómo se produce la expansión del área de distribución en especies como P. papua, cuyo hábitat está experimentando condiciones climáticas cambiantes.
Allison E. Huysman, Nathan W. Cooper, Joseph A. Smith, Susan M. Haig, Susan A. Heath, Luanne Johnson, Elizabeth Olson, Kevin Regan, Jennifer K. Wilson, Peter P. Marra
By combining all available banding and tracking data, we found that Willets (Tringa semipalmata) have a strong migratory connectivity between breeding and nonbreeding locations at the range-wide and subspecies levels, exposing two subspecies to varying threats such as hunting for the eastern subspecies (Tringa semipalmata semipalmata) and climatically-altered coastal habitats for both subspecies. We found that western Willets (Tringa semipalmata inornata) primarily used nonbreeding habitats along the Pacific Coast of the United States, although their reported nonbreeding range extends to the US Atlantic and Gulf Coasts and the Pacific Coast of Central and South America. Eastern Willets wintered in Central and South America, which covers much of the subspecies' known nonbreeding range. By quantifying migratory connectivity within and between two subspecies, we could suggest subspecies-specific threats and potential limiting factors in the breeding and nonbreeding periods of the annual cycle of a declining migratory shorebird. Effective management of the species will likely require a range of conservation strategies across the diverse nonbreeding regions the two subspecies occupy within the United States, Central America, and South America. However, more data are needed from Willets breeding in mid-continental North America to understand the complete extent of overlap of the two subspecies throughout the annual cycle. The strong migratory connectivity documented here highlights the need to manage Willets by subspecies and protect a diversity of breeding and nonbreeding habitats, which will benefit the conservation of other shorebird species that overlap with Willets throughout the annual cycle.
LAY SUMMARY
The eastern and western subspecies of Willets (Tringa semipalmata) are both declining and have little overlap in breeding and nonbreeding ranges.
Tracking and banding data show that Western Willets from Canada and the western United States wintered in California and Central America. Eastern Willets from the Atlantic Coast wintered in northern South America and those from the Gulf Coast wintered on the Pacific Coasts of Central America and Ecuador.
Both subspecies are threatened by habitat loss from climate change and development and the eastern subspecies has additional threats from hunting.
Strong migratory connectivity estimates between and within subspecies verify that subspecies-specific management actions are needed and indicate that population-specific actions are needed as well.
More information is needed on the migration of individuals in the center of the species range and where and when the two subspecies overlap to better understand where the two subspecies are relying on the same habitats and encountering the same threats.
Al combinar todos los datos de anillamiento y seguimiento disponibles, descubrimos que Tringa semipalmata tiene una fuerte conectividad migratoria entre los lugares reproductivos y no reproductivos a nivel de todo el rango de distribución y de las subespecies, revelando que dos subespecies están sujetas a diversas amenazas, como la caza para la subespecie T. s. semipalmata y la presencia de hábitats costeros climáticamente alterados para ambas subespecies. Encontramos que T. s. inornata usó principalmente hábitats no reproductivos a lo largo de la costa del Pacífico de los Estados Unidos, aunque su rango no reproductivo reportado se extiende hasta las costas del Atlántico y del Golfo de los EEUU y la costa del Pacífico de América Central y del Sur. T. s. semipalmata invernó en América Central y del Sur, lo que cubre gran parte del rango no reproductivo conocido de la subespecie. Al cuantificar la conectividad migratoria dentro y entre las dos subespecies, podríamos sugerir amenazas específicas para las subespecies y potenciales factores limitantes en los períodos reproductivos y no reproductivos del ciclo anual de un ave playera migratoria en declive. El manejo efectivo de la especie probablemente requerirá una variedad de estrategias de conservación en las diversas regiones no reproductivas que ocupan las dos subespecies dentro de los Estados Unidos, América Central y América del Sur. Sin embargo, se necesitan más datos sobre la reproducción de T. semipalmata en el centro continental de América del Norte para comprender el alcance completo de la superposición de las dos subespecies a lo largo del ciclo anual. La fuerte conectividad migratoria documentada aquí destaca la necesidad de manejar a T. semipalmata por subespecie y de proteger una diversidad de hábitats reproductivos y no reproductivos, lo que beneficiará la conservación de otras especies de aves playeras que se superponen con T. semipalmata a lo largo del ciclo anual.
Joanna X. Wu, Brooke L. Bateman, Patricia J. Heglund, Lotem Taylor, Andrew J. Allstadt, Diane Granfors, Henrik Westerkam, Nicole L. Michel, Chad B. Wilsey
KEYWORDS: birds, climate change, National Wildlife Refuge System, projections, protected areas management, species distribution models, Aves, Cambio climático, manejo de áreas protegidas, modelos de distribución de especies, proyecciones, Sistema Nacional de Refugios de Vida Silvestre
The National Wildlife Refuge System (NWRS) provides one of the United States' greatest protected area networks for wildlife conservation. As climate changes beyond historical ranges of variability, refuge managers are confronted with assessing the utility of refuges, including how to best manage refuges both individually and as a system to help species cope with rapid change. Using published species distribution models, we projected species-specific changes in environmental suitability for 590 native North American bird species under a 2°C future warming scenario (∼2050s under RCP8.5) at 525 refuges. For each species, we classified projected changes in suitability (i.e., improving, stable, or worsening suitability) and whether they crossed a model-derived persistence threshold at a refuge (i.e., potential colonization or potential extirpation). Overall, we found that a quarter of species (23% in summer, 26% in winter) could be different (i.e., turnover) across the refuge system despite protections. Summer and winter communities are not equally affected, so managers should consider different strategies for the different seasons. We forecast a slight net species loss in summer, from a mean of 109.0 ± 0.8 to 102.0 ± 0.7 species per refuge. In winter, we forecast a net gain in species, from a mean of 97.1 ± 2.2 to 118.5 ± 1.8 species per refuge. This includes an average of 12 species per refuge that may overwinter rather than migrate south. Refuges at northern latitudes will see relatively more turnover in species, while southern and coastal refuges will see fewer changes. Despite these species changes, dominant habitat association groups (e.g., waterbirds, forest birds) will generally stay the same across most of the NWRS. Some species may be lost from the entire NWRS and can benefit in the near term from targeted management. Regions of high extirpation and colonization (i.e., at northern latitudes) can be prioritized for strategic additions of new refuges.
LAY SUMMARY
Approximately a quarter of bird species observed on National Wildlife Refuges may be different by the 2050s. Refuges may see a slight net loss of species in summer (from 109.0 to 102.0 species per refuge) and a net gain in winter (from 97.1 to 118.5 species per refuge). Some species may be lost from the entire NWRS and can benefit in the near term from targeted management aimed at preventing species loss. The refuge system has capacity to mitigate loss for some of the most climate-vulnerable species in a Resist-Adapt-Direct framework. For example, managers can help the Clay-colored Sparrow by providing more grassland habitat via crop set-aside programs. The Nelson's Sparrow will likely benefit from resisting coastal wetland development. Regions of greater species turnover (i.e., at northern latitudes) might be prioritized for strategic additions of new refuges, ensuring proportions of habitats protected reflect the need.
El Sistema Nacional de Refugios de Vida Silvestre (NWRS por sus siglas en inglés) proporciona una de las redes de áreas protegidas más grandes de Estados Unidos para la conservación de la vida silvestre. A medida que el clima cambia más allá de los rangos históricos de variabilidad, los gestores de los refugios se enfrentan a la evaluación de la utilidad de los mismos, incluyendo cómo gestionar de la mejor manera los refugios, tanto individualmente como a nivel de sistema para ayudar a las especies a hacer frente a los cambios rápidos. Usando modelos publicados de distribución de especies, proyectamos cambios específicos en la aptitud ambiental de 590 especies de aves nativas de América del Norte bajo un escenario de calentamiento futuro de 2°C (∼2050 bajo la trayectoria de concentración representativa 8.5) en 525 refugios. Para cada especie, clasificamos los cambios proyectados en la aptitud (es decir, mejora, estabilidad o empeoramiento de la aptitud) y evaluamos si cruzaron un umbral de persistencia derivado del modelo en un refugio (es decir, colonización potencial o extirpación potencial). En general, encontramos que una cuarta parte de las especies (23% en verano, 26% en invierno) podrían ser diferentes (i.e., recambio) a través de todo el sistema de refugios a pesar de las protecciones. Las comunidades de verano e invierno no se ven afectadas por igual, por lo que los gestores deben considerar diferentes estrategias para las diferentes estaciones. Pronosticamos una ligera pérdida neta de especies en verano, para una media de 109,0 ± 0,8 a 102,0 ± 0,7 especies por refugio. En invierno, pronosticamos una ganancia neta de especies, para una media de 97,1 ± 2,2 a 118,5 ± 1,8 especies por refugio. Esto incluye un promedio de 12 especies por refugio que pueden pasar allí el invierno en lugar de migrar hacia el sur. Los refugios en las latitudes del norte verán relativamente más recambio de especies, mientras que los refugios del sur y costeros verán menos cambios. A pesar de estos cambios de especies, los grupos de asociaciones de hábitat dominantes (e.g., aves acuáticas, aves del bosque) generalmente permanecerán iguales en la mayor parte del NWRS. Algunas especies pueden perderse de todo el NWRS y podrían beneficiarse a corto plazo de un manejo específico. Las regiones de alta extirpación y colonización (i.e., en latitudes del norte) podrían ser priorizadas mediante incorporaciones estratégicas de nuevos refugios.
KEYWORDS: marine bird ecology, Melanitta perspicillata, movement ecology, nocturnal habitat use, oil spill response, Puget Sound, Salish Sea, Surf Scoter, ecología de aves marinas, ecología de movimiento, Estrecho de Puget, estuario, Mar de los Salish, Melanitta perspicillata, respuesta a derrames de petróleo, uso de hábitat nocturno
Diurnally biased monitoring and research dominate our ecological understanding and guide conservation and management decisions regarding important indicator sea duck species, such as Surf Scoters (Melanitta perspicillata). Advances in telemetry technology are improving our ability to track wildlife across the entire 24-hr day. Using location data derived from birds with surgically implanted satellite transmitters and habitat layers within a GIS (geographic information system), we analyzed Surf Scoter location data to (1) estimate movement distances between diurnal and nocturnal sites, (2) assess differences in environmental conditions at diurnal and nocturnal use locations, (3) evaluate the environmental conditions influencing nocturnal habitat selection, and (4) develop a predictive model to estimate likely nocturnal resting areas across the Salish Sea, which is composed of the inland marine waters of British Columbia, Canada, and Washington State. Surf Scoters in the Salish Sea traveled an average of 4,287 m between diurnal and nocturnal habitats, but distances varied regionally. We found that distance to shore, water depth, tidal current, and vessel traffic influenced nocturnal habitat use. Surf Scoter nocturnal use sites were characterized by greater distances from shore and deeper water than diurnal locations, although scoters avoided areas with strong tidal currents and heavy shipping traffic at night. The Salish Sea is experiencing increased ship traffic from multiple U.S. and Canadian ports. Oil tanker and shipping container vessel traffic pose a potential threat to nocturnal scoter flocks aggregating in deeper water adjacent to and sometimes overlapping with shipping lanes in narrow, glacial-carved channels of the Salish Sea. Current oil spill response plans in Washington State waters utilize diurnal distribution data, lacking important nocturnal use data. Our findings provide critical nocturnal habitat use information that can improve oil spill response policy and highlight the importance of elucidating nocturnal ecology for marine vertebrate species.
LAY SUMMARY
Seabirds are vulnerable to human disturbance, particularly during nocturnal resting periods.
Surf Scoters (Melanitta perspicillata) have been anecdotally observed to move offshore into deeper waters at night, where they may encounter more vessel traffic. Yet little is known about their nocturnal habitat use.
We evaluated the daily movement ecology and nocturnal habitat selection of Surf Scoters to identify likely nighttime resting areas.
Scoters moved into deeper offshore waters at night. They preferred to use offshore coastal areas with moderately deep water and avoided strong tidal currents and heavy vessel traffic lanes.
Understanding Surf Scoter nocturnal habitat use can improve oil spill response plans by prioritizing efforts in offshore resting areas to more effectively limit the mortality of scoters and other seabirds.
El monitoreo y la investigación sesgados hacia los horarios diurnos dominan nuestra comprensión ecológica y guían las decisiones de conservación y manejo con respecto a importantes especies indicadoras de patos marinos, como Melanitta perspicillata. Los avances tecnológicos de la telemetría están mejorando nuestra capacidad para rastrear la vida silvestre durante las 24 horas del día. Usando tanto datos de ubicación obtenidos de aves con transmisores satelitales implantados quirúrgicamente, como capas de hábitat dentro de un SIG (Sistema de Información Geográfica), analizamos los datos de ubicación de M. perspicillata para (1) estimar las distancias de movimiento entre los sitios diurnos y nocturnos, (2) evaluar las diferencias en las condiciones ambientales en lugares de uso diurno y nocturno, (3) evaluar las condiciones ambientales que influyen en la selección del hábitat nocturno, y (4) desarrollar un modelo predictivo para estimar las posibles áreas de descanso nocturno en el Mar de los Salish, las aguas marinas interiores de la Columbia Británica, Canadá y el Estado de Washington. M. perspicillata viajó un promedio de 4.287 m entre los hábitats diurnos y nocturnos en el Mar de los Salish, pero las distancias variaron según la región. Encontramos que la distancia a la costa, la profundidad del agua, la corriente de marea y el tráfico de embarcaciones influyeron en el uso del hábitat nocturno. Los sitios de uso nocturno de M. perspicillata se caracterizaron por mayores distancias desde la costa y aguas más profundas que los lugares diurnos, aunque M. perspicillata evitó áreas con fuertes corrientes de marea y mucho tráfico de embarcaciones durante la noche. El Mar de los Salish está experimentando un aumento en el tráfico de barcos desde múltiples puertos de EEUU y Canadá. El tráfico de buques petroleros y portacontenedores representa una amenaza potencial para las bandadas nocturnas de M. perspicillata que se congregan en aguas más profundas adyacentes a, y a veces superpuestas con, las rutas de navegación en los canales estrechos, tallados por glaciares, del Mar de los Salish. Los planes actuales de respuesta a derrames de petróleo en las aguas del Estado de Washington utilizan datos de distribución diurna, faltándoles importantes datos de uso nocturno. Nuestros hallazgos brindan información crítica sobre el uso del hábitat nocturno, que puede mejorar la política de respuesta a derrames de petróleo y resaltan la importancia de dilucidar la ecología nocturna para las especies de vertebrados marinos.
Abby L. J. Hensel, Sarah L. Dobney, Ines G. Moran, Ian P. Thomas, Joseph B. Burant, Bradley K. Woodworth, Stéphanie M. Doucet, Amy E. M. Newman, D. Ryan Norris, Heather Williams, Daniel J. Mennill
Many breeding birds produce conspicuous sounds, providing tremendous opportunities to study free-living birds through acoustic recordings. Traditional methods for studying population size and demographic features depend on labor-intensive field research. Passive acoustic monitoring provides an alternative method for quantifying population size and demographic parameters, but this approach requires careful validation. To determine the accuracy of passive acoustic monitoring for estimating population size and demographic parameters, we used autonomous recorders to sample an island-living population of Savannah Sparrows (Passerculus sandwichensis) over a 6-year period. Using the individually distinctive songs of males, we estimated the male population size as the number of unique songs detected in the recordings. We analyzed songs across 6 years to estimate birth year, death year, and longevity. We then compared the estimates with field data in a blind analysis. Estimates of male population size through passive acoustic monitoring were, on average, 72% of the true male population size, with higher accuracy in lower-density years. Estimates of demographic rates were lower than true values by 29% for birth year, 23% for death year, and 29% for longevity. This is the first investigation to estimate longevity with passive acoustic monitoring and adds to a growing number of studies that have used passive acoustic monitoring to estimate population size. Although passive acoustic monitoring underestimated true population parameters, likely due to the high similarity among many male songs, our findings suggest that autonomous recorders can provide reliable estimates of population size and longevity in a wild songbird.
LAY SUMMARY
Ornithologists can study free-living birds through passive acoustic recordings of their songs, although these bioacoustic methods require careful assessment and validation.
Based on 6 years of data, we estimated the size of a population of Savannah Sparrows (Passerculus sandwichensis) based on the number of unique songs detected in passive acoustic recordings, and we compared our estimates to measurements of population size collected through in-person field studies.
We also estimated the longevity of birds by comparing songs recorded across subsequent years, again comparing our estimates to measurements of longevity from in-person field studies.
We found that bioacoustic recordings provided predictable and reliable estimates of population size and longevity, although the recordings underestimated true population size and true longevity.
Although our acoustic data underestimated population parameters, likely owing to the high similarity among many male songs, our findings reveal that bioacoustic recordings can provide reliable estimates of population size and longevity in wild birds.
Muchas aves reproductoras producen sonidos conspicuos, lo que brinda enormes oportunidades para estudiar a las aves silvestres a través de grabaciones acústicas. Los métodos tradicionales para estudiar el tamaño poblacional y las características demográficas dependen de investigaciones de campo con una demanda intensiva de mano de obra. El monitoreo acústico pasivo proporciona un método alternativo para cuantificar el tamaño poblacional y los parámetros demográficos, pero este enfoque requiere una validación cuidadosa. Para determinar la precisión del monitoreo acústico pasivo para estimar el tamaño poblacional y los parámetros demográficos, utilizamos grabadoras autónomas para muestrear una población isleña de Passerculus sandwichensis durante un período de 6 años. Usando los cantos individualmente distintivos de los machos, estimamos el tamaño poblacional de los machos como el número de cantos únicos detectados en las grabaciones. Analizamos los cantos a lo largo de 6 años para estimar el año de nacimiento, el año de muerte y la longevidad. Luego comparamos las estimaciones con los datos de campo en un análisis ciego. Las estimaciones del tamaño poblacional de los machos usando monitoreo acústico pasivo representaron, en promedio, el 72% del tamaño real de la población de machos, con mayor precisión en los años de menor densidad. Las estimaciones de las tasas demográficas fueron inferiores a los valores reales en un 29% para el año de nacimiento, un 23% para el año de muerte y un 29% para la longevidad. Esta es la primera investigación que estima la longevidad con monitoreo acústico pasivo y se suma a un número creciente de estudios que han utilizado el monitoreo acústico pasivo para estimar el tamaño poblacional. Aunque el monitoreo acústico pasivo subestimó los parámetros reales de la población, probablemente debido a la gran similitud entre muchos cantos de los machos, nuestros hallazgos sugieren que las grabadoras autónomas pueden proporcionar estimaciones confiables del tamaño y la longevidad poblacional en un ave canora silvestre.
Luke J. Sutton, David L. Anderson, Miguel Franco, Christopher J. W. McClure, Everton B. P. Miranda, F. Hernán Vargas, José de J. Vargas González, Robert Puschendorf
KEYWORDS: area of habitat, conservation planning, gap analysis, habitat use, Harpia harpyja, Harpy Eagle, key biodiversity areas, species distribution models, Águila Arpía, análisis de brechas, Área de Hábitat, Áreas Clave para la Biodiversidad, Harpia harpyja, modelos de distribución de especies, planificación de la conservación, uso de hábitat
Quantifying habitat use is important for understanding how animals meet their requirements for survival and provides information for conservation planning. Currently, assessments of range-wide habitat use that delimit species distributions are incomplete for many taxa. The Harpy Eagle (Harpia harpyja) is a raptor of conservation concern, widely distributed across Neotropical lowland forests, that currently faces threats from habitat loss and fragmentation. Here, we use penalized logistic regression to identify species-habitat associations and predict habitat suitability based on a new International Union for the Conservation of Nature range metric, termed Area of Habitat. From the species-habitat model, we performed a gap analysis to identify areas of high habitat suitability in regions with limited coverage in the key biodiversity area (KBA) network. Range-wide habitat use indicated that Harpy Eagles prefer areas of 70%–75% evergreen forest cover, low elevation, and high vegetation species richness. Conversely, Harpy Eagles avoid areas of >10% cultivated landcover and mosaic forest, and topographically complex areas. Our species-habitat model identified a large continuous area of potential habitat across the pan-Amazonia region, and a habitat corridor from the Chocó-Darién ecoregion of Colombia running north along the Caribbean coast of Central America. Little habitat was predicted across the Atlantic Forest biome, which is now severely degraded. The current KBA network covered 18% of medium to high Harpy Eagle habitat exceeding a target biodiversity area representation of 10%, based on species range size. Four major areas of high suitability habitat lacking coverage in the KBA network were identified in north and west Colombia, western Guyana, and north-west Brazil. We recommend these multiple gaps of habitat as new KBAs for strengthening the current KBA network. Modeled area of habitat estimates as described here is a useful tool for large-scale conservation planning and can be readily applied to many taxa.
LAY SUMMARY
Quantifying habitat use is key to understanding animals' requirements for survival and can inform spatial conservation planning by mapping species range limits.
Species that inhabit remote, hard-to-survey areas lack sufficient location data and there is a need to be able to predict into poorly sampled areas to estimate the potential area of habitat.
Using species distribution models, we identified Harpy Eagle range limits, habitat area, and key biodiversity area coverage across the species range.
Harpy Eagles prefer areas of 70–75% evergreen forest cover, high vegetation species richness, and low elevation.
Key biodiversity areas covered 18% of highly suitable Harpy Eagle habitat but with key gaps in coverage in north and west Colombia, western Guyana, and north-west Brazil.
Our method of calculating habitat area estimates based on a predictive spatial model is a useful tool for large-scale conservation planning and can be readily applied to many taxa.
Cuantificar el uso de hábitat es importante para comprender cómo los animales alcanzan sus requerimientos para la supervivencia, y proporciona información para la planificación de la conservación. En la actualidad, las evaluaciones del uso de hábitat a lo largo de todo el rango que delimitan las distribuciones de las especies están incompletas para muchos taxones. Harpia harpyja es una rapaz de preocupación para la conservación, ampliamente distribuida en los bosques neotropicales de tierras bajas, que actualmente enfrenta amenazas por la pérdida y fragmentación de hábitat. Aquí, utilizamos una regresión logística penalizada para identificar asociaciones de especies y hábitats y predecir la aptitud del hábitat basados en una nueva métrica de rango de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, denominada Área de Hábitat. A partir del modelo de especie-hábitat, realizamos un análisis de brechas para identificar áreas de alta aptitud de hábitat en regiones con cobertura limitada en la red de Áreas Clave para la Biodiversidad (ACB). El uso de hábitat en todo su rango de distribución indicó que H. harpyja prefiere áreas con 70–75% de cobertura forestal siempre verde, baja elevación y gran riqueza de especies de vegetación. Por el contrario, H. harpyja evita áreas con más del 10% de cobertura terrestre cultivada y bosques en mosaico, y áreas topográficamente complejas. Nuestro modelo de especie-hábitat identificó una gran área continua de hábitat potencial a lo largo de la región panamazónica, y un corredor de hábitat desde la ecorregión de Chocó-Darién de Colombia que se extiende hacia el norte a lo largo de la costa caribeña de América Central. Se predijo poco hábitat en el bioma del Bosque Atlántico, que ahora está severamente degradado. La red actual de ACB cubrió el 18% del hábitat medio a alto de H. harpyja, lo que excedió la representación del área de biodiversidad objetivo del 10%, según el tamaño del rango de la especie. Se identificaron cuatro áreas principales de hábitat de alta aptitud que no están cubiertas por la red ACB en el norte y oeste de Colombia, el oeste de Guyana y el noroeste de Brasil. Recomendamos que estos múltiples vacíos de hábitat se incluyan como nuevas áreas para fortalecer la red actual de ACB. Las estimaciones del área de hábitat modelada como se describe aquí son una herramienta útil para la planificación de la conservación a gran escala y se pueden aplicar fácilmente a muchos taxones.
Europe's highest densities of breeding Mallards (Anas platyrhynchos) are found in the Netherlands, but the breeding population there has declined by ∼30% since the 1990s. The exact cause of this decline has remained unclear. Here, we used an integrated population model to jointly analyze Mallard population survey, nest survey, duckling survival, and band-recovery data. We used this approach to holistically estimate all relevant vital rates, including duckling survival rates for years for which no explicit data were available. Mean vital rate estimates were high for nest success (0.38 ± 0.01) and egg hatch rate (0.96 ± 0.001), but relatively low for clutch size (8.2 ± 0.05) compared to populations in other regions. Estimates for duckling survival rate for the three years for which explicit data were available were low (0.16–0.27) compared to historical observations, but were comparable to rates reported for other regions with declining populations. Finally, the mean survival rate was low for ducklings (0.18 ± 0.02), but high and stable for adults (0.71 ± 0.03). Population growth rate was only affected by variation in duckling survival, but since this is a predominantly latent state variable, this result should be interpreted with caution. However, it does strongly indicate that none of the other vital rates, all of which were supported by data, was able to sufficiently explain the population decline. Together with a comparison with historic vital rates, these findings point to a reduced duckling survival rate as the likely cause of the decline. Candidate drivers of reduced duckling survival are increased predation pressure and reduced food availability, but this requires future study. Integrated population modeling can provide valuable insights into population dynamics even when empirical data for a key parameter are partly missing.
LAY SUMMARY
Demographic data and population modelling are pivotal for identifying limiting processes and vulnerable life stages involved in the decline of wildlife populations.
The Mallard (Anas platyrhynchos) population in the Netherlands has decreased by 30% since 1990 but the causes remain unclear.
We combined the available historical and current data for Mallard population size, reproduction, and survival of ducklings and adults in a population model to investigate the processes involved in the decline.
Duckling survival was the only vital rate to strongly affect variation in population growth and was low compared to both historical data for the Netherlands and to duckling survival estimates for stable Mallard populations in other countries.
Future research should investigate why duckling survival is low and how conservation action can target this life stage.
In Nederland vindt men de hoogste dichtheden broedende Anas platyrhynchos van Europa, maar sinds de jaren 90 is deze populatie met 30% afgenomen. De oorzaak hiervoor is echter onduidelijk. In dit onderzoek worden recente data over de populatieaantallen, nestgegevens, kuikenoverleving, en adulte overleving van Anas platyrhynchos gecombineerd in een geïntegreerd populatiemodel. Deze allesomvattende methode is gebruikt zodat alle relevante demografische processen vastgesteld kunnen worden, waaronder de kuikenoverleving in jaren waar geen expliciete data voor beschikbaar waren. De jaarlijkse overleving van adulten bleek stabiel en hoog (0.71 ± 0.03) tijdens de studieperiode, terwijl het nestsucces hoog (0.38 ± 0.01) maar variabel was. De gemiddelde legselgrootte was relatief laag (8.2 ± 0.05). De kuikenoverleving voor de drie jaar waar data voor aanwezig waren bleek laag (0.16–0.27) in verhouding tot historische waardes, maar was vergelijkbaar met waardes zoals geobserveerd in andere regio's met afnemende populaties. Voor de hele periode werd de jaarlijkse kuikenoverleving op 18% geschat. Kuikenoverleving was de enige parameter die correleerde met de populatiegroeisnelheid, hetgeen echter voorzichtig geïnterpreteerd moet worden omdat kuikenoverleving grotendeels een latente variabele was. In combinatie met een vergelijking met historische waardes wijzen onze bevindingen echter toch op een afgenomen kuikenoverleving als een waarschijnlijke reden voor de populatieafname van Anas platyrhynchos. Mogelijke oorzaken hiervoor zijn toegenomen predatiedruk en afgenomen voedselbeschikbaarheid, maar hier is vervolgonderzoek voor nodig. Dit onderzoek laat zien hoe geïntegreerde populatiemodellen waardevol inzicht kunnen bieden in de populatiedynamiek van een soort, zelfs als empirische data voor bepaalde jaren ontbreekt.
Understanding the conservation needs of rare and hard-to-detect species becomes even more difficult when a species is highly mobile. Black-billed Cuckoos (Coccyzus erythropthalmus) and Yellow-billed Cuckoos (Coccyzus americanus) have experienced extensive range-wide population declines over the last several decades. Low detection probability has made it hard to determine causes of declines and resulted in poorly supported population and trend estimates. However, given evidence that cuckoos make wide-ranging movements during the breeding season, it may be necessary to address issues of both low vocalization rate and availability for detection to better understand these cryptic species. We performed passive and call-broadcast surveys for cuckoos at 41 sites across northern Illinois in 2019 and 2020. We examined the influence of call broadcast and temporal and environmental covariates on detection probability and how habitat covariates affected occupancy, immigration, and emigration both within and among sites. Individual detection probability increased substantially using call broadcasts (12 and 6 times for Black-billed and Yellow-billed Cuckoos, respectively) and detection increased with temperature. Black-billed Cuckoo detection probability also varied temporally, being lowest in the middle of the breeding season. We found strong support for turnover within sites during the breeding season, indicating maintenance of large home ranges, as well as among sites (average emigration probability of 86% and 47% for Black-billed and Yellow-billed Cuckoos, respectively). Black-billed Cuckoos were more likely to use open, shrubby sites and Yellow-billed Cuckoos to use sites with older successional habitat. While turnover rate was affected by habitat covariates, these species' reliance on ephemeral insect abundance may ultimately be driving occupancy dynamics. Our results suggest that broadcasts are essential for effectively monitoring these cuckoos, but also imply the need to move towards coordinating management at broader spatial scales for these highly mobile species.
LAY SUMMARY
Black-billed Cuckoos and Yellow-billed Cuckoos have experienced significant, range-wide declines, but are secretive and call infrequently, making them difficult species to study.
Broadcasting species calls, which often elicits responses from individuals that are present, can help with detection, but low detection could also be caused by cuckoos moving between repeat surveys.
We performed passive and broadcast surveys for cuckoos across northern Illinois in 2019 and 2020 to determine the importance of survey type, how detection changes seasonally and based on environmental conditions, and the frequency of turnover within and among sites.
Broadcasts and temperature substantially increased detection for both cuckoos. We also found support for high rates of turnover at both scales during the breeding season.
These results improve our ability to monitor cuckoos, but also imply the need to coordinate management activities across sites to manage for these cryptic, highly mobile species.
Entender las necesidades de conservación de especies raras y difíciles de detectar se vuelve aún más difícil cuando una especie es muy móvil. Coccyzus erythropthalmus y C. americanus han experimentado amplias disminuciones poblacionales en toda su área de distribución durante las últimas décadas. La baja probabilidad de detección ha dificultado determinar las causas de las disminuciones y ha dado lugar a estimaciones débiles de las poblaciones y sus tendencias. Sin embargo, dada la evidencia de que Coccyzus realiza movimientos de gran alcance durante la temporada reproductiva, puede ser necesario abordar los problemas de baja tasa de vocalización y baja disponibilidad para la detección para comprender mejor a estas especies crípticas. Realizamos muestreos pasivos y reproducción de llamadas para las especies de Coccyzus en 41 sitios a lo largo del norte de Illinois en 2019 y 2020. Examinamos la influencia de la reproducción de llamadas y de las covariables temporales y ambientales en la probabilidad de detección y cómo las covariables del hábitat afectaron la ocupación, la inmigración y la emigración tanto dentro como entre sitios. La probabilidad de detección individual aumentó sustancialmente usando reproducciones de llamadas (12 y 6 veces para C. erythropthalmus y C. americanus, respectivamente) y la detección aumentó con la temperatura. La probabilidad de detección de C. erythropthalmus también varió temporalmente, siendo más baja en la mitad de la temporada reproductiva. Encontramos un fuerte apoyo para el recambio dentro de los sitios durante la temporada reproductiva, indicando el mantenimiento de grandes rangos de hogar, así como entre sitios (probabilidad de emigración promedio de 86% y 47% para C. erythropthalmus y C. americanus, respectivamente). C. erythropthalmus fue más propenso a usar sitios abiertos con arbustos y C. americanus a usar sitios con hábitats sucesionales más viejos. Si bien la tasa de recambio se vio afectada por las covariables del hábitat, la dependencia de estas especies de la abundancia de insectos efímeros puede, en última instancia, estar impulsando la dinámica de ocupación. Nuestros resultados sugieren que las reproducciones de llamadas son esenciales para monitorear de manera efectiva a estas especies de Coccyzus, pero también implican la necesidad de avanzar hacia un manejo coordinado a escalas espaciales más amplias para estas especies altamente móviles.
KEYWORDS: anthropogenic infrastructure, avoidance, habitat selection, lesser prairie-chicken, oil and gas development, seasonal, desarrollo de petróleo y gas, estacional, evitación, infraestructura antropogénica, selección de hábitat, Tympanuchus pallidicinctus
The influence of seasonal variation on animal behavior is a critical component of habitat selection analyses. To examine this relationship, we conducted multi-scale analyses of Lesser Prairie-Chicken (Tympanuchus pallidicinctus) habitat selection in relation to anthropogenic infrastructure associated with oil and gas development, mesquite, and trees during the spring and summer at home range and lek area scales. We tracked 159 Lesser Prairie-Chickens using VHF radiotelemetry or PTT-GPS transmitters in the sand shinnery oak prairie region of eastern New Mexico, USA. We used discrete choice models and logistic regression to assess seasonal patterns of habitat selection at home range and lek area scales, respectively. The static habitat features we examined allowed us to observe differential patterns of habitat selection between the two seasons, revealing an overall increase in the degree of avoidance following the spring season. Results of our home range scale analysis indicate that utility pole density, mesquite cover, and proximity to active well pads, private roads, and mesquite have significant negative effects on habitat selection during both seasons. Avoidance of high utility pole densities was significantly greater during the summer compared to spring. Lek area habitat selection results were similar, but differences in sensitivity to features between seasons were stronger. Avoidance of high mesquite cover and utility pole and tree densities, in particular, was significantly greater in the summer. The effects of density and cover of these features, which have previously been understudied in Lesser Prairie-Chicken research, provide critical information for future conservation practices. Furthermore, our study highlights the importance of accounting for potential seasonal patterns of study species to best examine habitat selection.
LAY SUMMARY
Populations of the Lesser Prairie-Chicken (Tympanuchus pallidicinctus) have declined dramatically over the past century.
Anthropogenic infrastructure and non-native or invasive woody vegetation reduce the quality of grassland habitat and are increasingly common in the southern Great Plains of North America.
The effects of density and cover of these new habitat features on Lesser Prairie-Chicken habitat selection and how it may vary over seasons is not well documented.
We examined seasonal habitat selection by Lesser Prairie-Chickens in relation to anthropogenic infrastructure, mesquite, and trees in eastern New Mexico, USA.
Our results indicate that Lesser Prairie-Chickens avoid high densities of several common anthropogenic infrastructure and trees, and areas with high mesquite cover.
Overall, Lesser Prairie-Chickens tended to avoid these features to a greater degree in the summer compared to spring.
La influencia de la variación estacional en el comportamiento animal y la correspondiente respuesta en la selección de hábitat es un componente crítico de los análisis de selección de hábitat. Para examinar esta relación, llevamos a cabo análisis de múltiples escalas de la selección de hábitat de Tympanuchus pallidicinctus en relación con la infraestructura antropogénica asociada con el desarrollo de petróleo y gas, el mezquite y los árboles durante la primavera y el verano a las escalas de rango de hogar y área de lek. Rastreamos 159 individuos de T. pallidicinctus utilizando radio telemetría VHF o transmisores PTT-GPS en la región de praderas de Quercus havardii del este de Nuevo México, EEUU. Usamos modelos de selección discreta y regresión logística para evaluar los patrones estacionales de selección de hábitat a las escalas de rango de hogar y área de lek, respectivamente. Las características estáticas del hábitat que examinamos nos permitieron observar patrones diferenciales de selección de hábitat entre las dos estaciones, lo que reveló un aumento general en el grado de evitación después de la temporada de primavera. Los resultados de nuestro análisis a escala de rango de hogar indican que la densidad de postes de servicios, la cobertura y proximidad de mezquite, la distancia a las plataformas de pozos activos y la proximidad a caminos privados tienen efectos negativos significativos en la selección de hábitat durante ambas temporadas. La evitación de áreas densas de postes de servicios fue significativamente mayor durante el verano. Los resultados de la selección del hábitat a escala de área de lek fueron similares, pero las diferencias entre estaciones en la sensibilidad a las características del hábitat fueron más fuertes. La evitación de la alta cobertura de mezquite y de las altas densidades de árboles y de postes de servicios, en particular, fue significativamente mayor en verano. Los efectos de la densidad y la cobertura de estas características, que anteriormente no se habían estudiado o se habían pasado por alto en la investigación de T. pallidicinctus, brindan información crítica para futuras prácticas de conservación. Además, nuestro estudio destaca la importancia de tener en cuenta los posibles patrones estacionales de las especies de estudio para examinar mejor la selección de hábitat.
Nest failure for coastal marsh bird species is primarily caused by predation and nest flooding. As sea level rise makes nest flooding more likely, the threat of nest predation will constrain the potential adaptive responses of marsh nesting species. Thus, understanding the predictors of nest predation is important for the conservation of salt marsh-dwelling bird species, such as the Seaside Sparrow (Ammospiza maritima). Predator activity may be influenced by landscape features (particularly habitat edges), potentially making nest predation predictable. We aimed to understand the predictability of Seaside Sparrow nest predation relative to two major landscape features: roads and tidal rivers, as both of these edges may be entryways or attractants for predators in marshes. In coastal Georgia, USA, we assessed mammalian predator activity relative to the two features of interest, and hypothesized that mammalian predator activity would be greater close to roads and tidal rivers. We also recorded Seaside Sparrow nest locations and nest predation events and hypothesized that nest predation events would increase with increasing predator activity. Consistent with our first hypothesis, mammalian predator activity increased close to roads and tidal rivers, but mammalian predator distribution did not explain the spatial variation in Seaside Sparrow nest predation thus not supporting our second hypothesis. Seaside Sparrows also placed their nests in locations with high mammalian predator activity, indicating that the ability to avoid nesting in high-risk areas may be constrained by habitat or resource limitations. Additionally, mammals may not be the primary nest predators, as we found that one bird species—Marsh Wren (Cistothorus palustris)—contributed substantially to nest predation rates. Understanding the predictability of mammalian predator distribution can allow for focused predator management efforts, such as exclusion, to habitat edges where we found the highest mammalian predator activity, which could relax the constraint of nest predation on Seaside Sparrow's ability to respond to the intensifying threat of sea level rise.
LAY SUMMARY
Seaside Sparrows (Ammospiza maritima) nest in salt marsh grasses. If a nest fails from flooding, they elevate their next nest. However, nests higher from the ground experience increased predation risk.
Understanding the spatial pattern of nest predation across Seaside Sparrow habitat is critical in the face of increased nest flooding from sea level rise.
We predicted that mammalian predator activity would increase along habitat edges adjacent to roads and rivers in Glynn County, Georgia, and that Seaside Sparrow nests would experience increased predation in these areas. Mammalian predator activity increased near road and water edges, but Seaside Sparrows placed their nests in locations with high predator activity, and nest predation was not correlated with mammalian predator activity. Marsh Wrens depredated Seaside Sparrow nests and may have had an important impact on nest predation patterns.
Our results suggest that future predator management be focused on habitat edges along roads and waterways.
El fracaso del nido para las especies de aves de marismas costeras es causado principalmente por la depredación y la inundación del nido. A medida que el aumento del nivel del mar hace más probable la inundación de los nidos, la amenaza de depredación del nido limitará las potenciales respuestas adaptativas de las especies que anidan en las marismas. Por lo tanto, entender los predictores de la depredación del nido es importante para la conservación de las especies de aves que habitan en las marismas, como Ammospiza maritima. La actividad de los depredadores puede verse influenciada por las características del paisaje (particularmente los bordes del hábitat), haciendo potencialmente predecible la depredación del nido. Nuestro objetivo fue comprender la previsibilidad de la depredación de los nidos de A. maritima en relación con dos características principales del paisaje: caminos y ríos de marea, ya que ambos bordes pueden ser entradas o atractivos para los depredadores en las marismas. En la costa de Georgia, EEUU, evaluamos la actividad de los depredadores mamíferos en relación con las dos características de interés, e hipotetizamos que la actividad de los depredadores mamíferos sería mayor cerca de los caminos y los ríos de marea. También registramos las ubicaciones de los nidos de A. maritima y los eventos de depredación del nido, e hipotetizamos que los eventos de depredación del nido aumentarían con el aumento de la actividad de los depredadores. De acuerdo con nuestra primera hipótesis, la actividad de los depredadores mamíferos aumentó cerca de los caminos y los ríos de marea, pero la distribución de los depredadores mamíferos no explicó la variación espacial en la depredación del nido de A. maritima, por lo que no respalda nuestra segunda hipótesis. A. maritima también colocó sus nidos en lugares con alta actividad de depredadores mamíferos, lo que indica que la capacidad de evitar anidar en áreas de alto riesgo puede verse restringida por las limitaciones del hábitat o de los recursos. Además, es posible que los mamíferos no sean los principales depredadores del nido, ya que descubrimos que una especie de ave, Cistothorus palustris, contribuyó sustancialmente a las tasas de depredación del nido. Comprender la previsibilidad de la distribución de los depredadores mamíferos puede permitir enfocar los esfuerzos de manejo de los depredadores, como la exclusión, en los bordes del hábitat donde encontramos la mayor actividad de depredadores mamíferos, lo que podría flexibilizar la restricción de la depredación del nido en la capacidad de A. maritima de responder a la amenaza cada vez mayor de aumento del nivel del mar.
Ceeanna J. Zulla, H. Anu Kramer, Gavin M. Jones, John J. Keane, Kevin N. Roberts, Brian P. Dotters, Sarah C. Sawyer, Sheila A. Whitmore, William J. Berigan, Kevin G. Kelly, Amy K. Wray, M. Zachariah Peery
KEYWORDS: forest heterogeneity, large trees, predator–prey interactions, prey availability, Sierra Nevada, Spotted Owl, young forest, árboles grandes, bosque joven, disponibilidad de presas, heterogeneidad forestal, interacciones depredador-presa, Sierra Nevada, Strix occidentalis
Predators are among the most threatened animal groups globally, with prey declines contributing to their endangerment. However, assessments of the habitat conditions that influence the successful capture of different prey species are rare, especially for small, cryptic predators. Accordingly, most predator conservation plans are based on the relative importance of habitats inferred from coarse-scale studies that do not consider habitat features contributing to hunting success, which can vary among prey species. To address this limitation, we integrated high-resolution global positioning system tracking and nest video monitoring to characterize habitat features at prey capture locations during the nestling provisioning stage for the Spotted Owl (Strix occidentalis) a small, cryptic predator that has been at the center of a decades-long forest management conflict in western North America. When all prey species were considered collectively, males provisioning nests tended to capture prey: (1) in areas with more large-tree forest, (2) in areas with more medium trees/medium canopy forest, and (3) at edges between conifer and hardwood forests. However, when we considered the owl's two key prey species separately, males captured woodrats (Neotoma fuscipes) and Humboldt flying squirrels (Glaucomys oregonensis) in areas with markedly different habitat features. Our study provides clarity for forest management in mixed-ownership landscapes because different prey species achieve high densities in different habitat types. Specifically, our results suggest that promoting large trees, increasing forest heterogeneity, and creating canopy gaps in forests with medium trees/high canopy cover could benefit Spotted Owls and their prey, which has the ancillary benefit of enhancing forest resilience. Combining high-resolution global positioning system tagging with video-based information on prey deliveries to breeding sites can strengthen conservation planning for small predators by more rigorously defining those habitat features that are associated with successful prey acquisition.
LAY SUMMARY
Predators capture their prey where prey are both present and available for capture. Therefore, mapping and analyzing habitat at capture locations can aid management of quality habitat for predator conservation.
It is difficult to find the exact places where predators capture their prey. This is especially challenging for smaller, cryptic predators that do not leave behind obvious kill sites.
We attached global positioning system (GPS) tags to Spotted Owls and placed video cameras at their nests. We assessed the GPS movements to identify places they captured prey, which we then classified into species based on the video data.
Spotted Owls captured prey in places with big trees, with medium trees and medium canopy cover, and with a greater mixture of forest types (heterogeneity) and forest edge.
Forest management that promotes big trees, increases forest heterogeneity, and creates canopy gaps in forests will likely result in greater foraging success by owls, as well as increase forest resilience.
Los depredadores se encuentran entre los grupos de animales más amenazados a nivel mundial, y la disminución de presas contribuye a su peligro. Sin embargo, las evaluaciones de las condiciones del hábitat que influyen en la captura exitosa de diferentes especies de presas son raras, especialmente para depredadores pequeños y crípticos. En consecuencia, la mayoría de los planes de conservación de depredadores se basan en la importancia relativa de los hábitats inferidos a partir de estudios de escala gruesa que no consideran las características del hábitat que contribuyen al éxito de la caza, las cuales pueden variar entre las especies de presa. Para abordar esta limitación, integramos el seguimiento por GPS de alta resolución y el monitoreo mediante grabaciones de video de los nidos, para caracterizar las características del hábitat en las ubicaciones de captura de presas durante la etapa de aprovisionamiento de polluelos de Strix occidentalis, un depredador pequeño y críptico que ha estado en el centro de un conflicto de manejo forestal que lleva décadas en el oeste de América del Norte. Cuando todas las especies de presas fueron consideradas colectivamente, los machos que aprovisionaban los nidos tendieron a capturar presas: (1) en áreas de bosques con árboles grandes, (2) en áreas con más árboles medianos/bosques de dosel mediano, y (3) en los bordes entre coníferas y bosques de maderas duras. Sin embargo, cuando consideramos las dos especies de presa clave de S. occidentalis por separado, los machos capturaron ratas (Neotoma fuscipes) y ardillas (Glaucomys oregonensis) en áreas con características de hábitat marcadamente diferentes. Nuestro estudio proporciona claridad para el manejo forestal en sitios de propiedad mixta porque diferentes especies de presas alcanzan altas densidades en diferentes tipos de hábitat. Específicamente, nuestros resultados sugieren que la promoción de árboles grandes, el aumento de la heterogeneidad del bosque y la creación de huecos en el dosel en bosques con árboles medianos/cobertura de dosel alta podría beneficiar a S. occidentalis y sus presas, lo que tiene el beneficio adicional de mejorar la resiliencia del bosque. La combinación del seguimiento por GPS de alta resolución con información basada en grabaciones de video de la entrega de presas a los sitios de reproducción puede fortalecer la planificación de la conservación para los pequeños depredadores, al definir de manera más rigurosa aquellas características del hábitat que están asociadas con la adquisición exitosa de presas.
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