Morphological variation in the specialist Dupont’s Lark Chersophilus duponti: geographical clines vs. local ecological determinants

Abstract

Intraspecific geographic variation in morphology is common in animals along geographic or climatic clines. Local ecological factors are likely to act simultaneously at smaller spatial scales, but have hardly been contrasted with wide-ranging predictors. We tested here whether the morphological variation of Dupont’s Larks (Chersophilus duponti) responded to ecological parameters at two different spatial scales. First, we investigated the effects of geographic and climatic gradients over its breeding range. Second, we focussed at a smaller spatial scale on a fragmented population and tested additionally several fine-grained ecological factors related to key components in the species’ habitat. Contrary to Bergmann’s rule, wing length and cranium size decreased with rainfall and increased with aridity and maximum temperature at the large scale, so birds tend to be larger at lower latitudes. At the same time, wing and tarsus length increased at high elevations where minimum temperatures are lower, providing some support to Bergmann’s rule. At the small spatial scale we failed to detect any relationship between body size and positional or climatic variables, nor did food availability, intra- and inter-specific competition and predation pressure produce any significant effect on morphology. Nevertheless, cranium size and wing length differed between habitats as measured by soil and vegetation types, and wing length decreased with patch size. This later result could be explained in the context of strong habitat fragmentation if larger individuals have a higher propensity of dispersing or a higher probability of surviving dispersal events. Our study indicates that several geographic and environmental sources may occur simultaneously at different spatial scales. Further, even at the same scale, intraspecific morphological variation may show contrasting patterns for climatic, latitudinal, and elevational gradients that make their interpretation difficult in the context of ecogeographical rules. The effects elicited by aridity, habitat loss, and fragmentation on body size should be considered in future studies of global change, as they may have serious consequences for the distribution, abundance, and ultimately the persistence of birds in arid environments.

Zusammenfassung

Merkmalsunterschiede der spezialisierten Dupontlerche Chersophilus duponti : geografische Gradienten vs. lokale ökologische Faktoren

Bei Tieren kommen intraspezifische Merkmalsunterschiede entlang von geografischen oder klimatischen Gradienten häufig vor. Lokale ökologische Faktoren, die gleichzeitig auf kleiner räumlicher Ebene wirken dürften, wurden bisher aber kaum mit großräumlichen Faktoren verglichen. Wir untersuchten hier den Zusammenhang zwischen Merkmalsunterschieden der Dupontlerche (Chersophilus duponti) und ökologischen Faktoren auf zwei unterschiedlichen räumlichen Ebenen. Erstens analysierten wir die Effekte von geografischen und klimatischen Gradienten in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet. Zweitens testeten wir zusätzlich verschiedene lokale ökologische Faktoren mit Bezug zu den Schlüsselfaktoren in ihrem Lebensraum auf kleiner räumlicher Ebene in einer fragmentierten Population. Auf großer räumlicher Ebene waren im Gegensatz zur Bergmannschen Regel die Flügellänge und Schädelgröße kleiner je höher die Niederschlagsmenge und grösser je höher die Werte für Trockenheit und maximale Temperatur. Die Dupontlerchen sind also tendenziell grösser in geringeren Breitengraden. Gleichzeitig verringerten sich Flügellänge und Tarsuslänge mit zunehmender Höhenlage, wo die minimalen Temperaturen tiefer sind, was die Bergmannsche Regel wiederum unterstützt. Auf kleiner räumlicher Ebene konnten wir keinen Zusammenhang zwischen Körpergröße und den räumlichen oder klimatischen Variablen finden, und weder Nahrungsverfügbarkeit, intra- und interspezifische Konkurrenz noch Prädationsdruck hatten einen signifikanten Effekt auf die untersuchten Merkmale. Schädelgröße und Flügellänge hingegen zeigten Unterschiede zwischen Lebensräumen, gemessen anhand Boden- und Vegetationstypen, und die Flügel waren länger je grösser die Fläche der Teilpopulationen. Dieses letzte Resultat könnte im Zusammenhang mit starker Habitatsfragmentierung erklärt werden: größere Individuen hätten demnach eine größere Tendenz, sich auszubreiten oder eine höhere Überlebenswahrscheinlichkeit während Dispersionsbewegungen. Unsere Studie zeigt, dass verschiedene geographische und umweltbedingte Einflüsse gleichzeitig auf verschiedenen räumlichen Ebenen wirken können. Zusätzlich können intraspezifische Merkmalsunterschiede sogar auf derselben räumlichen Ebene unterschiedliche Muster für Klima-, Breiten- und Höhengradienten zeigen. Dies erschwert ihre Interpretation in Bezug auf ökogeografische Regeln. Die hervorgerufenen Effekte durch Trockenheit, Verlust und Fragmentierung von Lebensraum sollten in zukünftigen Untersuchungen des globalen Wandels berücksichtigt werden, weil sie schwerwiegende Konsequenzen für die Verbreitung, Häufigkeit und letztlich das Fortdauern von Vögeln in ariden Umgebungen haben können.