Many species' distributions are shifting in response to climate change. Many distributional shifts are predictably poleward or higher in elevation, but heterogeneity in the rate and direction of shifts both within and between species appears to be common. We found high heterogeneity in the trajectory of winter range shifts for 65 species of birds across eastern North America and in the different traits and trait interactions associated with these shifts across the spatial scales we examined. We used data from the Christmas Bird Count to quantify the trajectory of winter latitudinal center of abundance range shifts over 4 decades (1980–2019) for 65 species of songbirds and woodpeckers in North America, both across eastern North America (ENA) as a whole and for the Atlantic (ATL) and Mississippi (MISS) flyways separately. We then used linear models and Akaike's Information Criterion with small-sample size correction (AIC_c) model selection to test whether species traits could explain variation in range shifts or flyway discrepancies. Across ENA, most species showed northward latitudinal range shifts, but some showed no latitudinal shift while others shifted southwards. Amongst ATL and MISS, we documented both within- and between-species differences in the rate and direction of latitudinal shifts, complicating the results from across ENA. No single trait emerged as a dominant driver of range shift differences at the ENA and flyway scales. Migration strategy interacted with insectivory to explain variation at the largest spatial scale (ENA), whereas frugivory and mean winter latitude explained much of the variation in ATL and MISS, respectively. Exploring heterogeneity in range shifts within and between species, and in the associations between range shifts and life history traits, will help us better understand the mechanisms that mediate differing responses to environmental change and predict which species will be better able to adapt to those changes.

Muchas distribuciones de especies están cambiando en respuesta al cambio climático. Muchos desplazamientos de distribución ocurren predeciblemente hacia el polo o hacia mayores altitudes, pero la heterogeneidad en la velocidad y dirección de los desplazamientos tanto dentro de una misma especie como entre especies parece ser común. Encontramos una alta heterogeneidad en la trayectoria de los desplazamientos del rango invernal para 65 especies de aves en todo el este de América del Norte y en las diferentes características e interacciones de las características asociadas con estos desplazamientos en las escalas espaciales que examinamos. Utilizamos datos del Conteo de Aves de Navidad para cuantificar la trayectoria de los desplazamientos latitudinales invernales en el rango del centro de abundancia durante 4 décadas (1980–2019) para 65 especies de aves canoras y pájaros carpinteros en América del Norte, tanto a través de todo el este de América del Norte (EAN) como en las rutas migratorias del Atlántico (ATL) y del Mississippi (MISS) por separado. Luego utilizamos modelos lineales y el Criterio de Información de Akaike con corrección para muestras pequeñas (CIAc) para seleccionar modelos y probar si las características de las especies podrían explicar la variación en los desplazamientos del rango o las discrepancias en las rutas migratorias. A través del EAN, la mayoría de las especies mostraron desplazamientos del rango latitudinal hacia el norte, pero algunas no mostraron cambios latitudinales mientras que otras se desplazaron hacia el sur. Entre las rutas migratorias de ATL y MISS, documentamos diferencias tanto dentro como entre especies en la velocidad y dirección de los cambios latitudinales, lo que complica los resultados a través del EAN. Ninguna característica individual surgió como un factor dominante en las diferencias en los desplazamientos del rango a las escalas del EAN y de las rutas migratorias. La estrategia de migración interactuó con la insectivoría para explicar la variación a la escala espacial más grande (EAN), mientras que la frugivoría y la latitud media en invierno explicaron gran parte de la variación en las rutas migratorias de ATL y MISS, respectivamente. Explorar la heterogeneidad en los desplazamientos del rango dentro y entre especies, y en las asociaciones entre los desplazamientos del rango y las características de la historia de vida, nos ayudará a entender mejor los mecanismos que intervienen en las diferentes respuestas al cambio ambiental y a predecir qué especies serán capaces de adaptarse mejor a esos cambios.

Genetic divergence among isolated populations is not always reflected in phenotypic differentiation. We investigated the genetic and phenotypic differentiation in Diglossa cyanea (Thraupidae; Masked Flowerpiercer), a widely distributed species in the tropical Andes. We found strong evidence for 2 main lineages separated by the Marañón River valley in the Northern Peruvian Low (NPL). These 2 lineages show a deep sequence divergence in mitochondrial DNA (mtDNA; ∼6.7% uncorrected p-distance, n = 122), spectral frequency and song structure (with exclusive final whistles in southern populations, n = 88), and wing length (the northern populations are smaller, n = 364). The 2 divergent D. cyanea mitochondrial lineages were not sister to each other, suggesting a possible paraphyly with respect to D. caerulescens (Bluish Flowerpiercer) that remains to be tested with nuclear genomic data. No genetic variation, size difference, or song structure was observed within the extensive range of the southern group (from the NPL to central Bolivia) or within all sampled northern populations (from the NPL to Venezuela). These vocal differences appear to have consequences for song discrimination, and species recognition, according to a previously published playback experiment study. We propose that the southern taxon be elevated to species rank as D. melanopis, a monotypic species (with the proposed name Whistling Masked-Flowerpiercer). In turn, we provide a redefinition of D. cyanea (Warbling Masked-Flowerpiercer), which is now restricted to the northern half of the tropical Andes as a polytypic species with 3 subspecies (tovarensis, obscura, and cyanea). Based on our results, the subspecies dispar should be treated as a junior synonym of cyanea. Our study highlights the need to continue amassing complementary data sets from field observations, experiments, and collection-based assessments to better characterize the evolutionary history, biogeography, bioacoustics, and taxonomy of Neotropical montane birds.

La divergencia genética entre poblaciones aisladas no siempre se refleja en diferencias fenotípicas. Investigamos la diferenciación genética y fenotípica en Diglossa cyanea (Thraupidae), una especie común de los Andes tropicales. Encontramos dos linajes principales separados por el cañón del río Marañón en la Depresión del Norte del Perú (DNP). Estos dos linajes tienen una profunda divergencia en ADN mitocondrial (∼6.7% de distancia p no corregida, n = 122), en el rango de frecuencia y estructura del canto (con silbidos finales exclusivos en las poblaciones del sur, n = 88), y en la longitud del ala (las poblaciones del norte son más pequeñas, n = 364). Los dos linajes mitocondriales divergentes en D. cyanea no resultaron grupos hermanos entre sí, sugiriendo una posible parafilia con respecto a D. caerulescens, que debe ser puesta a prueba con datos genómicos nucleares. No encontramos variación genética, diferencias de tamaño o estructura del canto entre las poblaciones del grupo del sur (desde la DNP hasta Bolivia), como tampoco entre las poblaciones del norte muestreadas (desde la DNP hasta Venezuela). Estas diferencias vocales parecen tener consecuencias en la discriminación de cantos y el reconocimiento entre especies de acuerdo con un estudio basado en experimentos de playback previamente publicado. Proponemos que la subespecie del sur sea elevada al rango de especie como D. melanopis, una especie monotípica. A su vez, redefinimos a D. cyanea, que ahora se restringe a la mitad norte de los Andes tropicales como una especie politípica con tres subespecies (tovarensis, obscura y cyanea). De acuerdo con los resultados, la subespecie dispar debe tratarse como un sinónimo de cyanea. Nuestro estudio demuestra la necesidad de seguir acumulando conjuntos complementarios de datos a partir de observaciones de campo, experimentos y evaluaciones basadas en colecciones para caracterizar mejor la historia evolutiva, la biogeografía, la bioacústica y la taxonomía de las aves montanas neotropicales.

Documenting and understanding sex-specific variation in migratory phenology is important for predicting avian population dynamics. In spring, males often arrive on the breeding grounds before females (protandry), though whether these patterns result from fitness benefits vs. sex-specific constraints on arrival timing remains poorly understood. Sex-specific variation in the timing of fall migration is less well-documented than in spring, in part because documenting fall departures is often limited by cryptic behaviors, lower vocalization rates, and shifting territory boundaries during this time of year. We used 2 years of high-resolution encounter data from radio-frequency identification (RFID)-equipped bird feeders to monitor the daily presence of male and female Lazuli Buntings (Passerina amoena) throughout the breeding season at a high and a low-elevation site in Cache County, Utah, USA. These encounter data were used to estimate daily arrival and departure probabilities and to investigate possible differences in migration timing in relation to sex and elevation. At low elevation, male arrival (n = 15) preceded female arrival (n = 16) by ∼1 week, consistent with previous research that has documented protandry in other migratory songbirds. At high elevation, however, no significant differences were found between male (n = 19) and female arrival (n = 6). In fall, we found little difference in departure dates between elevation or sex, or between years. Our observations are most consistent with constraint-based hypotheses explaining protandry, possibly relating to sex-specific constraints operating during the nonbreeding period. We additionally emphasize the need for quantifying uncertainty in phenological estimates and importance of addressing potential differences across demographic groups.

Documentar y comprender la variación específica de cada sexo en la fenología migratoria es importante para predecir las dinámicas de las poblaciones de aves. En primavera, los machos a menudo llegan a los sitios de reproducción antes que las hembras (protandria), aunque aún no se comprende bien si estos patrones son el resultado de beneficios derivados de la aptitud biológica versus limitaciones específicas del sexo en cuanto al momento de llegada. La variación específica de cada sexo en cuanto al momento de la migración de otoño está menos documentada que para la primavera, en parte porque documentar las partidas de otoño a menudo se ve limitado por comportamientos crípticos, tasas de vocalización más bajas y cambios en los límites del territorio durante esta época del año. Utilizamos 2 años de datos de encuentros de alta resolución en comederos para aves equipados con identificación por radiofrecuencia para monitorear la presencia diaria de individuos machos y hembras de Passerina amoena durante toda la temporada de reproducción en un sitio de elevación alta y otro de elevación baja en el Condado de Cache, Utah, EEUU. Estos datos de encuentros fueron utilizados para estimar las probabilidades de llegada y partida diarias e investigar posibles diferencias en el momento de la migración en relación con el sexo y la elevación. En elevaciones bajas, la llegada de machos (n = 15) precedió a la llegada de las hembras (n = 16) por aproximadamente 1 semana, lo cual es consistente con investigaciones previas que han documentado la protandria en otras aves migratorias cantoras. Sin embargo, en elevaciones altas, no se encontraron diferencias significativas entre la llegada de machos (n = 19) y hembras (n = 6). En otoño, encontramos poca diferencia en las fechas de partida entre la elevación o el sexo, o entre años. Nuestras observaciones son más consistentes con las hipótesis basadas en limitaciones que explican la protandria, posiblemente relacionadas con limitaciones específicas del sexo que operan durante el período no reproductivo. Además, enfatizamos la necesidad de cuantificar la incertidumbre en las estimaciones fenológicas y la importancia de abordar las posibles diferencias entre grupos demográficos.

Riparian avian insectivores not only depend on terrestrial insect prey but also benefit from the inclusion of aquatic prey during critical life-history periods. Diets identified herein show that Prothonotary Warbler (Protonotaria citrea) nestlings were provisioned with aquatic prey throughout the breeding season across their range, but with variation in prey frequency of occurrence and taxonomy. Anthropogenic activity and climate change may impact the trophic link especially between aquatic and riparian habitats by altering the presence, abundance, and timing of prey availability. Thus, we used DNA metabarcoding of fecal samples to quantify the frequency of occurrence of nestling diet items at 9 sites across their breeding range that differed in expected aquatic prey consumption. We analyzed spatial and temporal differences in the occurrence and multivariate diet assemblages of each prey source. Lepidoptera was the predominant terrestrial prey occurring in diets across space and time, whereas emergent aquatic insects and freshwater mollusks in aquatic diet exhibited greater variation. The frequency of emergent aquatic prey occurrence in nestling diets ranged from 61% to 100% across sites and was greater for early-season nestlings. The seasonal decrease in aquatic prey consumption indicates a potential temporal shift in the nutritional landscape from aquatic to terrestrial prey sources and a possible nutritional phenological mismatch for early nestlings as climate change advances the timing of insect emergence. Our findings also suggest that Prothonotary Warblers respond to environmental variability by consuming alternative prey and argue for future research investigating the extent to which shifting diets have nutritional consequences for riparian nestlings.

Las aves insectívoras ribereñas no solo dependen de presas de insectos terrestres, sino que también se benefician de la inclusión de presas acuáticas durante períodos críticos de su historia de vida. Las dietas identificadas aquí muestran que los polluelos de Protonotaria citrea fueron provistos con presas acuáticas durante toda la temporada reproductiva en su área de distribución, pero con variaciones en la frecuencia de ocurrencia y taxonomía de las presas. La actividad antropogénica y el cambio climático pueden afectar especialmente el vínculo trófico entre los hábitats acuáticos y ribereños al alterar la presencia, abundancia y temporalidad de la disponibilidad de presas. Por lo tanto, utilizamos el método de identificación simultánea de múltiples taxones con código de barras genético de ADN a partir de muestras fecales para cuantificar la frecuencia de ocurrencia de los elementos de la dieta de los polluelos en 9 sitios a lo largo de su área de reproducción que difirieron en el consumo esperado de presas acuáticas. Analizamos las diferencias espaciales y temporales en la ocurrencia y en los ensambles de dieta multivariados de cada fuente de presas. Lepidoptera fue la presa terrestre predominante en las dietas a lo largo del espacio y el tiempo, mientras que los insectos acuáticos emergentes y los moluscos de agua dulce presentes en la dieta acuática mostraron una mayor variación. La frecuencia de ocurrencia de presas acuáticas emergentes en las dietas de los polluelos varió del 61% al 100% entre los sitios y fue mayor para los polluelos de principios de la temporada. La disminución estacional en el consumo de presas acuáticas indica un posible cambio temporal en el paisaje nutricional desde fuentes de presas acuáticas hacia terrestres y una posible falta de sincronización fenológica nutricional para los polluelos tempranos, a medida que el cambio climático adelanta el momento de aparición de los insectos. Nuestros hallazgos también sugieren que P. citrea responde a la variabilidad ambiental consumiendo presas alternativas, y abogan por investigaciones futuras que estudien en qué medida los cambios en la dieta tienen consecuencias nutricionales para los polluelos ribereños.

Reproduction of long-distance migrants can be affected by local conditions on the breeding grounds as well as those encountered during the nonbreeding season through carry-over effects. We show that this is true in Long-tailed Jaegers (Stercorarius longicaudus) because individuals that spent less time flying at sea during winter had a high breeding propensity and a reduced pre-laying interval, but breeding propensity and nesting success were also positively associated with food abundance at the breeding site. This seabird switches from a marine to a terrestrial lifestyle to breed in summer in the Arctic, where it primarily feeds on lemmings. We monitored jaeger reproduction and lemming densities on Bylot Island in the Canadian Arctic for 16 years, and we used geolocator to study annual movements. We assessed whether movement parameters (travel distance, migration duration, phenology, and number of flying bouts inferred by saltwater immersions) during the nonbreeding season affected the breeding propensity, phenology, and success of individuals. We also examined whether cyclic lemming fluctuations influenced Long-tailed Jaeger reproduction and whether nesting success affected the phenology of their outbound migration. We found that increased time spent flying during winter and early arrival at the breeding site reduced breeding propensity. Moreover, spending less time flying during winter shortened the pre-laying period, and advancing laying date increased nesting success. Birds may thus face a trade-off to minimize the relative costs associated with arriving too early and breeding too late. Local food availability had a strong effect on reproduction because breeding propensity and nesting success increased sharply with lemming abundance. Failed breeders advanced their outbound migration by 10 days on average compared to successful ones, but migration duration was similar. Therefore, the unpredictability of the highly seasonal Arctic environment, especially fluctuating food abundance, appears to be a strong driver of reproduction that can modulate the strength of carry-over effects.

La reproduction des migrateurs de longue distance peut être affectée par les conditions locales sur les sites de reproduction ainsi que par celles rencontrées en dehors de la saison de reproduction par le biais d'effets reportés. Nous montrons que c'est le cas chez le labbe à longue queue (Stercorarius longicaudus), car les individus qui ont passé moins de temps à voler en mer au cours de l'hiver avaient une forte propension à la reproduction et un intervalle pré-ponte réduit, mais la propension à la reproduction et le succès de nidification étaient aussi positivement associés à l'abondance de la nourriture sur le site de reproduction. Cet oiseau marin passe d'un mode de vie marin à un mode de vie terrestre pour se reproduire en été dans l'Arctique, où il se nourrit principalement de lemmings. Nous avons suivi la reproduction de S. longicaudus et les densités de lemmings pendant 16 ans sur l'île Bylot, dans l'Arctique canadien, et nous avons utilisé des géolocalisateurs afin d'étudier les mouvements annuels chez cette espèce. Nous avons évalué si les paramètres de déplacement (distance parcourue, durée de la migration, phénologie et nombre de vols inférés à partir des immersions en eau salée) pendant l'hiver affectaient la propension à se reproduire, la phénologie de reproduction et le succès de reproduction des individus. Nous avons aussi examiné si les fluctuations cycliques des populations de lemmings influençaient la reproduction de S. longicaudus et si le succès de nidification affectait la phénologie de leur départ pour la migration post-reproduction. Nous avons trouvé que l'augmentation du temps de vol en hiver et une arrivée hâtive au site de reproduction réduisent la propension à se reproduire. En outre, le fait de passer moins de temps à voler pendant l'hiver raccourcit la période pré-ponte, alors que le fait de devancer la date de ponte augmente le succès de nidification. Les oiseaux peuvent donc être confrontés à un compromis pour limiter les coûts relatifs associés à une arrivée trop hâtive et à une nidification trop tardive. La disponibilité locale de la nourriture a eu un effet important sur la reproduction, car la propension à se reproduire et le succès de nidification ont fortement augmenté avec l'abondance des lemmings. Les oiseaux nicheurs qui ont échoué leur reproduction ont devancé leur départ pour la migration de 10 jours en moyenne comparativement aux oiseaux ayant eu du succès, mais la durée de la migration était similaire. Par conséquent, l'imprévisibilité de l'environnement arctique très saisonnier, particulièrement la fluctuation de l'abondance de la nourriture, semble être un puissant catalyseur de la reproduction qui peut moduler la force des effets reportés.

Hemosporidian parasite communities are broadly similar in Boulder County, Colorado, between two common songbirds––the Black-capped Chickadee (Poecile atricapillus) and Mountain Chickadee (Poecile gambeli). However, Mountain Chickadees appear more likely to be infected with Plasmodium and potentially experience higher infection burdens with Leucocytozoon in contrast to Black-capped Chickadees. We found that elevation change (and associated ecology) drives the distributions of these parasite genera. For Boulder County chickadees, environmental factors play a more important role in structuring hemosporidian communities than host evolutionary differences. However, evolutionary differences are likely key to shaping the probability of infection, infection burden, and whether an infection remains detectable over time. We found that for recaptured birds, their infection status (i.e. presence or absence of detectable parasite infection) tends to remain consistent across capture periods. We sampled 235 chickadees between 2017 and 2021 across a ∼1,500-m elevation gradient from low elevation (i.e. the city of Boulder) to comparatively high elevation (i.e. the CU Boulder Mountain Research Station). It is unknown whether long-term hemosporidian abundance trends have changed over time in our sampling region. However, we ask whether potentially disparate patterns of Plasmodium susceptibility and Leucocytozoon infection burden could be playing a role in the negative population trends of Mountain Chickadees.

Las comunidades de parásitos haemosporidianos son muy similares en el Condado de Boulder, Colorado, entre dos aves canoras comunes: Poecile atricapillus y P. gambeli. Sin embargo, los individuos de P. gambeli parecen tener más probabilidades de estar infectados con Plasmodium y potencialmente experimentan cargas de infección más altas con Leucocytozoon en contraste con los individuos de P. atricapillus. Encontramos que el cambio de elevación (y la ecología asociada) determina la distribución de estos géneros de parásitos. Para los individuos de Poecile del Condado de Boulder, los factores ambientales desempeñan un papel más importante en la estructuración de las comunidades haemosporidianas que las diferencias evolutivas del huésped. Sin embargo, es probable que las diferencias evolutivas sean clave para determinar la probabilidad de infección, la carga de infección y si una infección sigue siendo detectable con el tiempo. Encontramos que, para las aves recapturadas, su estado de infección (i.e., presencia o ausencia detectable de infección por parásitos) tiende a permanecer constante en los períodos de captura. Muestreamos 235 individuos de Poecile entre 2017 y 2021 a lo largo de un gradiente de elevación de aproximadamente 1500 m desde una elevación baja (i.e., la ciudad de Boulder) hasta una elevación comparativamente alta (i.e., la Estación de Investigación de Montaña de la Universidad de Colorado en Boulder). Se desconoce si las tendencias de abundancia de haemosporidios a largo plazo han cambiado con el tiempo en nuestra región de muestreo. Sin embargo, nos preguntamos si los patrones potencialmente dispares de susceptibilidad al Plasmodium y la carga de infección de Leucocytozoon podrían estar desempeñando un papel en las tendencias poblacionales negativas de P. gambeli.

An occupancy model makes use of data that are structured as sets of repeated visits to each of many sites, in order to estimate the actual probability of occupancy (i.e. proportion of occupied sites) after correcting for imperfect detection using the information contained in the sets of repeated observations. We explore the conditions under which preexisting, volunteer-collected data from the citizen science project eBird can be used for fitting occupancy models. Because the majority of eBird's data are not collected in the form of repeated observations at individual locations, we explore 2 ways in which the single-visit records could be used in occupancy models. First, we assess the potential for space-for-time substitution: aggregating single-visit records from different locations within a region into pseudo-repeat visits. On average, eBird's observers did not make their observations at locations that were representative of the habitat in the surrounding area, which would lead to biased estimates of occupancy probabilities when using space-for-time substitution. Thus, the use of space-for-time substitution is not always appropriate. Second, we explored the utility of including data from single-visit records to supplement sets of repeated-visit data. In a simulation study we found that inclusion of single-visit records increased the precision of occupancy estimates, but only when detection probabilities are high. When detection probability was low, the addition of single-visit records exacerbated biases in estimates of occupancy probability. We conclude that subsets of data from eBird, and likely from similar projects, can be used for occupancy modeling either using space-for-time substitution or supplementing repeated-visit data with data from single-visit records. The appropriateness of either alternative will depend on the goals of a study and on the probabilities of detection and occupancy of the species of interest.

Un modelo de ocupación utiliza datos estructurados en forma de sets de visitas repetidas a cada uno de muchos sitios, con el fin de estimar la probabilidad real de ocupación (i.e., la proporción de sitios ocupados) después de corregir por una detección imperfecta utilizando la información contenida en los sets de observaciones repetidas. Exploramos las condiciones bajo las cuales se pueden utilizar datos preexistentes recolectados por voluntarios del proyecto de ciencia ciudadana eBird para ajustar modelos de ocupación. Debido a que la mayoría de los datos de eBird no se recolectan en forma de observaciones repetidas en ubicaciones individuales, exploramos dos formas en las que los registros de visitas únicas podrían usarse en modelos de ocupación. En primer lugar, evaluamos el potencial de la sustitución espacial por temporal: la agregación de registros de visitas únicas de diferentes ubicaciones dentro de una región estableciendo visitas pseudo-repetidas. En promedio, los observadores de eBird no realizaron sus observaciones en ubicaciones representativas del hábitat presente en el área circundante, lo que conduciría a estimaciones sesgadas de las probabilidades de ocupación al utilizar la sustitución espacial por temporal. Por lo tanto, el uso de la sustitución espacial por temporal no siempre es apropiado. En segundo lugar, exploramos la utilidad de incluir datos de registros de visitas únicas para complementar conjuntos de datos de visitas repetidas. En un estudio de simulación encontramos que la inclusión de registros de visitas únicas aumentó la precisión de las estimaciones de ocupación, pero solo cuando las probabilidades de detección son altas. Cuando la probabilidad de detección fue baja, la adición de registros de visitas únicas exacerbó los sesgos en las estimaciones de la probabilidad de ocupación. Concluimos que sub sets de datos de eBird, y probablemente de proyectos similares, pueden ser utilizados para el modelado de ocupación, ya sea utilizando la sustitución espacial por temporal o complementando los datos de visitas repetidas con datos de registros de visitas únicas. La adecuación de cualquiera de las alternativas dependerá de los objetivos del estudio y de las probabilidades de detección y ocupación de la especie de interés.

Hybridization and introgression can promote adaptive potential and evolutionary resilience in response to increased pressures of climate change; they can also disrupt local adaptation and lead to outbreeding depression. We investigated female fitness consequences of hybridization in two sister species that are endemic to a threatened tidal marsh ecosystem: Saltmarsh (Ammospiza caudacutus) and Nelson's (Ammospiza nelsoni) sparrows. We found increasing nest flooding rates due to rising sea levels are outpacing potential adaptive benefits of hybridization due to very low overall nesting success in both the Nelson's and Saltmarsh sparrows. In the center of the hybrid zone across two years, we determined the success of 201 nests of 104 pure and admixed Saltmarsh and Nelson's Sparrow females, genotyped using a panel of single nucleotide polymorphisms (SNPs) from double digest restriction-site associated DNA (ddRAD) sequencing. We evaluated 5 metrics of female fitness and modeled nesting success in relation to genotypic, environmental, and nesting characteristics. We found differential fitness among Saltmarsh, Nelson's, and hybrid females, such that birds with predominantly Saltmarsh Sparrow alleles had higher reproductive success than birds with predominantly Nelson's Sparrows alleles, and hybrids were intermediate. Fledging success increased with two known tidal marsh nesting adaptations: nest height and nesting synchrony with tidal cycles. We found a positive relationship between hybrid index and fitness in daily nest survival in 2016, but not in 2017, likely due to differing levels of precipitation and nest flooding between years. The strongest and most consistent predictors of daily nest survival were nesting synchrony with lunar tidal flooding cycles and daily maximum tide height. Fitness patterns suggest that there may be an adaptive benefit of interspecific geneflow for the Nelson's Sparrow at the detriment of the Saltmarsh Sparrow; however, flooding rates are so high in many years they mask any fitness differences between the species, and all females had poor nesting success, regardless of genetic makeup.

La hibridación y la introgresión pueden promover el potencial adaptativo y la resiliencia evolutiva en respuesta a las crecientes presiones del cambio climático; también pueden interrumpir la adaptación local y llevar a depresión híbrida. Investigamos las consecuencias de la hibridación en la aptitud biológica de las hembras en dos especies hermanas endémicas de un ecosistema amenazado de marismas de marea: Ammospiza caudacutus y A. nelsoni. Encontramos que las crecientes tasas de inundación de nidos debido al aumento del nivel del mar están superando los posibles beneficios adaptativos de la hibridación debido al muy bajo éxito general de nidificación tanto en A. nelsoni como en A. caudacutus. En el centro de la zona híbrida, durante dos años determinamos el éxito de 201 nidos de 104 hembras puras y mezcladas de A. caudacutus y A. nelsoni, genotipadas mediante un panel de polimorfismos de un solo nucleótido obtenidos mediante secuenciación de ADN asociada al sitio de restricción de doble digestión. Evaluamos cinco métricas de aptitud de las hembras y modelamos el éxito de nidificación en relación con características genotípicas, ambientales y de nidificación. Encontramos una aptitud diferencial entre las hembras de A. caudacutus, A. nelsoni y las híbridas, de modo que las aves con alelos predominantemente de A. caudacutus tuvieron un mayor éxito reproductivo que las aves con alelos predominantemente de A. nelsoni, y las híbridas estuvieron en una posición intermedia. El éxito de emplumamiento aumentó con dos adaptaciones conocidas para la nidificación en marismas de marea: la altura del nido y la sincronización de la nidificación con los ciclos de las mareas. Encontramos una relación positiva entre el índice de hibridación y la aptitud en la supervivencia diaria de los nidos en 2016, pero no en 2017, probablemente debido a diferentes niveles de precipitación e inundación de los nidos entre años. Los predictores más fuertes y consistentes de la supervivencia diaria de los nidos fueron la sincronización de la nidificación con los ciclos de inundación lunar y la altura máxima diaria de la marea. Los patrones de aptitud sugieren que puede haber un beneficio adaptativo del flujo genético inter-específico para A. nelsoni a expensas de A. caudacutus; sin embargo, las tasas de inundación son tan altas en muchos años que enmascaran cualquier diferencia de aptitud entre las especies, y todas las hembras tuvieron un bajo éxito de nidificación, independientemente de su composición genética.

New Zealand's endangered mountain parrot, the Kea (Nestor notabilis), exhibits moderate male-biased sexual size dimorphism in linear body measurements (∼5%) and a pronounced dimorphism in bill size (12–14%). Using stable isotope analyses of carbon and nitrogen in Kea feathers and blood sampled from a significant portion (∼10%) of the extant population, we determined that Kea bill dimorphism may be an ecologically selected trait that enhances male Kea's ability to forage at a higher trophic level in order to provision females and offspring during nesting. Sexual dimorphism can arise through sexual selection, ecological drivers, or a combination of both. Ecological selection is associated with foraging niche divergence between the sexes to reduce inter-sexual competition or due to differing dietary needs associated with reproductive role. Despite the widespread occurrence of sexual dimorphism throughout the animal kingdom, empirical evidence for ecological causation is rare. We conducted the first molecular confirmation of sexual size dimorphism in Kea. We then employed Bayesian mixing models to explore potential correlations between diet and bill size to determine whether the dimorphism is linked to diet partitioning throughout all age classes (fledgling, juvenile, subadult, and adult). Female Kea foraged at a consistent, relatively low, trophic level throughout their lifetime, whereas male trophic level increased with age to a maximum at subadult stage, prior to breeding for the first time—a time in which males may have been actively learning extractive foraging techniques associated with a high protein diet. Adult males foraged at a high trophic level relative to all groups except subadult males. As males provision females on the nest, which in turn provision young, these results highlight that the evolution of morphology and reproductive output may be linked in circuitous ways.

Nestor notabilis, el loro de montaña en peligro de extinción de Nueva Zelanda, muestra un moderado dimorfismo sexual con un sesgo hacia los machos en las medidas lineales del cuerpo (∼5%) y un marcado dimorfismo en el tamaño del pico (12-14%). Usando análisis de isótopos estables de carbono y nitrógeno en las plumas y sangre de individuos muestreados de N. notabilis de una parte significativa (∼10%) de la población actual, determinamos que el dimorfismo en el pico puede ser un rasgo seleccionado ecológicamente que mejora la capacidad de los machos para buscar alimento en un nivel trófico más alto para proveer a las hembras y crías durante la época de anidación. El dimorfismo sexual puede surgir a través de la selección sexual, impulsores ecológicos o una combinación de ambos. La selección ecológica está asociada con la divergencia de nicho de forrajeo entre los sexos para reducir la competencia entre sexos o debido a diferentes necesidades en la dieta asociadas con el rol reproductivo. A pesar de la amplia presencia de dimorfismo sexual en el reino animal, la evidencia empírica de la causalidad ecológica es rara. Realizamos la primera confirmación molecular del dimorfismo sexual en el tamaño de N. notabilis. Luego utilizamos modelos bayesianos mixtos para explorar potenciales correlaciones entre la dieta y el tamaño del pico para determinar si el dimorfismo está relacionado con la partición de la dieta en todas las clases de edad (volantón, juvenil, sub-adulto, adulto). Las hembras de N. notabilis forrajearon a un nivel trófico constante y relativamente bajo durante toda su vida, mientras que el nivel trófico de los machos aumentó con la edad, alcanzando su máximo en la etapa sub-adulta, antes de criar por primera vez, momento en el que los machos podrían haber estado aprendiendo activamente técnicas de búsqueda de alimento asociadas con una dieta rica en proteínas. Los machos adultos forrajearon a un nivel trófico alto en comparación con todos los grupos excepto los machos sub-adultos. Dado que los machos proveen alimento a las hembras en el nido, quienes a su vez alimentan a las crías, estos resultados destacan que la evolución de la morfología y el rendimiento reproductivo pueden estar relacionados de modos indirectos.

Birds are known for their brilliant colors and extraordinary patterns. Sightings of individuals with atypical plumage often cause considerable excitement in the birding public, but receive little attention beyond reporting one-off sightings by the scientific community. In this Perspective, we argue that sightings of individuals with atypical plumage submitted to community science platforms hold the potential to further our understanding of the evolution of plumage color and patterning in birds. As a demonstration, we outline two examples using sightings of leucistic individuals—those that lack melanin across the body or in certain feather patches. First, we discuss the potential for understanding carotenoid pigmentation with these sightings. Leucism influences melanins, but not carotenoids, and so the extent and distribution of carotenoids across the body are unmasked. In a leucistic individual, carotenoids may or may not be more extensive than what is typically visible and this could help to understand the energetic costs and constraints involved in obtaining, processing, and depositing carotenoids in different species. Second, we discuss how partial leucism could provide insights into plumage pattern evolution. We demonstrate that one can use the many observations present on community science platforms to identify repeated patterns in different partially leucistic individuals of the same species, and match these to patches present in related species. These patterns could be the result of shared underlying genetic variation that controls plumage patterning in birds over long evolutionary timescales. With these examples, we outline a few potential lines of inquiry possible with atypical sightings submitted to community science platforms and note that other plumage aberrations provide additional opportunities. We encourage researchers to take full advantage of these chance sightings when they occur and database managers to make it possible to more easily tag photos of individuals with atypical plumage or other traits.

Las aves son conocidas por sus colores brillantes y sus patrones extraordinarios. Los avistamientos de individuos con plumaje atípico a menudo causan una gran emoción en el público observador de aves, pero reciben poca atención por parte de la comunidad científica más allá de informar avistamientos aislados. En esta perspectiva, argumentamos que los avistamientos de individuos con plumaje atípico enviados a plataformas de ciencia comunitaria tienen el potencial de mejorar nuestra comprensión de la evolución del color y el patrón del plumaje en las aves. Como demostración, describimos dos ejemplos utilizando avistamientos de individuos leucísticos—aquellos que carecen de melanina en todo el cuerpo o en ciertos parches del plumaje. En primer lugar, discutimos el potencial para comprender la pigmentación con carotenoides a partir de estos avistamientos. El leucismo afecta a la melanina, pero no a los carotenoides, por lo que se revela la extensión y distribución de los carotenoides en el cuerpo. En un individuo leucístico, los carotenoides pueden ser más extensos o no de lo que normalmente es visible, y esto podría ayudar a comprender los costos energéticos y las limitaciones involucradas en la obtención, procesamiento y deposición de carotenoides en diferentes especies. En segundo lugar, discutimos cómo el leucismo parcial podría proporcionar conocimientos sobre la evolución del patrón del plumaje. Demostramos que se pueden utilizar las muchas observaciones presentes en las plataformas de ciencia comunitaria para identificar patrones repetidos en diferentes individuos parcialmente leucísticos de la misma especie y compararlos con los parches presentes en especies relacionadas. Estos patrones podrían ser el resultado de una variación genética subyacente compartida que controla el patrón del plumaje en las aves a lo largo de largos periodos evolutivos de tiempo. Con estos ejemplos, delineamos algunas posibles líneas de investigación que se pueden llevar a cabo con avistamientos atípicos enviados a plataformas de ciencia comunitaria y señalamos otras aberraciones del plumaje que brindan oportunidades adicionales. Alentamos a los investigadores a aprovechar al máximo estos avistamientos fortuitos cuando ocurran, y a los administradores de bases de datos a facilitar la etiquetación más sencilla de fotos de individuos con plumaje atípico u otras características.