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Title: The thermoregulatory role of relative bill and leg surface areas in a Mediterranean population of Great tit (Parus major)
Authors: Playà Montmany, Núria
González Medina, Erick
Cabello Vergel, Julián
Parejo Nieto, Manuel
Abad Gómez-Pantoja, José María
Sánchez Guzmán, Juan Manuel
Villegas Sánchez, María Auxiliadora
Masero Osorio, José Antonio
Keywords: Tamaño del pico;Pérdida de agua por evaporación;Carbonero común;Tamaño de las patas;Tasa metabólica;Termorregulación;Bill size;Evaporative water loss,;Great tit;Leg size;Metabolic rate;Thermoregulation
Issue Date: 2021
Publisher: Wiley
Abstract: Hay una creciente evidencia sobre el papel de las patas y el pico como "ventanas térmicas" en las aves que enfrentan estrés por calor. Sin embargo, hay una falta de trabajo empírico que examine la relación entre las áreas relativas de la superficie del pico y/o las patas y las características termorreguladoras clave, como los límites de la zona termoneutral (TNZ) o la eficiencia de enfriamiento a altas temperaturas. Aquí, exploramos esta relación en una población mediterránea de carbonero común (Parus major) que enfrenta un aumento del estrés térmico en su entorno. Se encontraron los límites críticos inferior y superior de la TNZ en 17.7 ± 1.6ºC y 34.5 ± 0.7°C, respectivamente, y la tasa metabólica basal fue de 0.96 ± 0.12 ml O2 min−1 en promedio. El punto de inflexión de la pérdida de agua por evaporación (EWL) se estableció en 31.85 ± 0.27°C y no fue significativamente diferente del valor del límite crítico superior. No se observó una relación significativa entre el tamaño relativo del pico o los tarsos y los límites críticos de la TNZ, el ancho, el VO2 independiente de la masa o el EWL independiente de la masa a cualquier temperatura ambiental (de 10 a 40°C). Sin embargo, los machos de carbonero común (pero no las hembras) con áreas de tarsos más grandes (un proxy del área de la superficie de las patas) mostraron mayores eficiencias de enfriamiento a 40°C. No encontramos apoyo para la hipótesis de que el área de la superficie del pico juegue un papel significativo como ventana térmica en los carboneros comunes, pero las áreas de la superficie de las patas pueden desempeñar un papel en las respuestas fisiológicas de los machos a altas temperaturas. Por un lado, argumentamos que la población estudiada ocupa hábitats con microclimas disponibles y agua fresca para beber durante el verano, por lo que la disipación activa de calor por EWL podría ser favorecida en lugar de la pérdida de calor seco a través de la superficie del pico. Por otro lado, los comportamientos de dominancia de los machos podrían implicar una mayor dependencia de la EWL cutánea a través de las superficies superiores de las patas como consecuencia de una mayor exposición a condiciones ambientales adversas en comparación con las hembras.
There is growing evidence on the role of legs and bill as ‘thermal windows’ in birds coping with heat stress. However, there is a lack of empirical work examining the relationship between the relative bill and/or leg surface areas and key thermoregulatory traits such as the limits of the thermoneutral zone (TNZ) or the cooling efficiency at high temperatures. Here, we explored this relationship in a Mediterranean population of Great tit (Parus major) facing increasing thermal stress in its environment. The lower and upper critical limits of the TNZ were found to be 17.7 ± 1.6ºC and 34.5 ± 0.7°C, respectively, and the basal metabolic rate was 0.96 ± 0.12 ml O2 min−1 on average. The evaporative water loss (EWL) inflection point was established at 31.85 ± 0.27°C and was not significantly different from the value of the upper critical limit. No significant relationship was observed between the relative bill or tarsi size and TNZ critical limits, breadth, mass-independent VO2, or mass-independent EWL at any environmental temperature (from 10 to 40°C). However, Great tit males (but not females) with larger tarsi areas (a proxy of leg surface area) showed higher cooling efficiencies at 40°C. We found no support for the hypothesis that the bill surface area plays a significant role as a thermal window in Great tits, but the leg surface areas may play a role in males’ physiological responses to high temperatures. On the one hand, we argue that the studied population occupies habitats with available microclimates and fresh water for drinking during summer, so active heat dissipation by EWL might be favored instead of dry heat loss through the bill surface. Conversely, male dominance behaviors could imply a greater dependence on cutaneous EWL through the upper leg surfaces as a consequence of higher exposure to harsh environmental conditions than faced by females.
URI: http://hdl.handle.net/10662/24070
ISSN: 2045-7758
DOI: 10.1002/ece3.8263
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