My fieldwork: Monitoring a wild population of birds / Kenttätöissä: villien lintupopulaatioiden monitorointi

The author of this post is Barbara Class, a PhD student at the section of Ecology of UTU. For her thesis entitled “Evolutionary quantitative genetics of animal personality in the wild” (See description on the VERG page) she is going every year in the field to monitor a wild population of blue tits breeding in nest boxes. In this post she explains her thesis topic and what monitoring a population of birds consists of. In her free time Barbara loves hiking, watching funny cat videos and talking about food.

Kirjoittaja Barbara Class tekee väitöskirjaa ekologian osastolla Turun Yliopistossa. Tutkimustaan “Eläinten persoonallisuuden evolutiivinen kvantitatiivinen genetiikka” (tarkempi kuvaus VERG sivuilla) varten hän työskentelee kentällä joka kesä monitoroidakseen sinitiaisten lisääntymistä linnunpöntöissä. Tässä kirjoituksessaan hän kertoo tutkimuksestaan, kenttätyöstä sekä siitä, miten villejä lintupopulaatioita monitoroidaan. Vapaa-ajallaan Barbara harrastaa vaeltamista, hän rakastaa hauskoja kissavideoita sekä ruuasta puhumista.

 

My thesis is about animal behaviour and more precisely, what makes individuals behave differently from each other. If you have pets or if you like to observe animals, you may have noticed that individuals are behaving differently. For example, some individuals are shy, others are bold, some are aggressive, some others are very sociable etc. The simple fact that these differences between individuals are maintained if you test them several times (repeatable) means that they have different “personalities” or “temperaments”.  Personality differences do not only exist in humans and pets but have been reported in wild animals, even invertebrates!

Why do individuals have different personalities? This question is at the core of personality research which aims at understanding the evolution of this intriguing phenomenon. Consistent individual differences in behaviour can be caused by many things for instance the environment individuals grew up in, the environment they live in, or the genes transmitted by their parents. The latter one is the one I am interested in because only heritable traits are subject to natural selection and thus have the potential to evolve.

In my thesis, I am using a statistical tool called quantitative genetics which helps disentangling the different causes of personality differences. The principle behind it is straightforward: if a personality trait is heritable, individuals from the same family will generally look more alike than unrelated individuals. In addition to recording the behaviour of each bird of the population, we also need to know its family tree for several generations. Hence, we need to identify parents and offspring at each breeding season and this is why every year I spend one month in the field to monitor the reproduction of a population of blue tits.

Blue tits are cavity nesting birds which readily use nest boxes made for them. My field work usually starts around the 1^st of May when we check all the nest boxes of the study site (around 330 boxes in approximately 10 km2, only one third of them will be occupied) to look for nests and eggs.  Assuming that a female lays one egg per day we can determine when the first egg was laid. We repeat these checks every week until no more eggs are laid and most of the females are incubating their eggs. The average clutch size in this population is 10 eggs but it can go up to 14! Females generally start to incubate after laying the penultimate egg and the clutch hatches 11 or 12 days later.

On the expected hatching date, we visit the nest and count the number of nestlings. The hatching date of the first nestling is called “day 0”. On day 0, nestlings weight on average 1g.

On day 2, they still look the same but weight approximately 2 g. We weight each of them and cut their nails following a specific code to identify them later.

On day 5, we can start catching adults using traps placed in the box. We identify them thanks to their ring or we ring the newcomers. We also take morphometric measurements (wing length, tail length etc.) and record their behaviour during handling (see my article for more details). Even though they are only 11g, blue tits can be quite aggressive and bite very hard!

On day 9, nestlings start to have feathers and look like baby dinosaurs! We ring them all, read their “nail code” and weight them.

On day 16, blue tit chicks are almost ready to fledge. They now look like cute-fluffy-yellow balls that poop a lot and start making contact calls. They also start struggling when we handle them. At that stage, we follow the same protocol as for adults and take morphometric and behavioural measurements. Luckily they don’t bite but they can already be hard to handle! After measuring them we wish them good luck and come back a few days later to see if they fledged. The sad part of the story is that less than 10% of them will make it to their first year.

At the moment this post is being published most of the blue tit chicks have fledged but the whole family stays together for a few weeks. If you hear their contact calls, look up in the trees and say hello for me!

 

Tutkin väitöskirjassani eläinten käyttäytymistä ja tarkemmin sitä, mikä saa yksilöt käyttäytymään toisistaan poikkeavasti. Jos sinulla on lemmikkejä tai muuten olet tullut tarkkailleeksi eläimiä, olet luultavasti huomannut, että yksilöt käyttäytyvät erilailla. Jotkut ovat arkoja, toiset rohkeita, aggressiivisia tai sosiaalisia. Se, että nämä eroavaisuudet ovat pysyviä tarkoittaa, että yksilöillä on oma peroonallisuutensa tai temperamenttinsa. Yksilöllisten erojen toistuvuus (repeatability) todetaan testaamalla yksilön käyttäytymistä useampaan otteeseen. Persoonallisuuseroja ei ole ainoastaan ihmisillä ja lemmikeillä vaan myös villieläimillä ja jopa selkärängattomilla!

Miksi yksilöillä on erilaisia persoonallisuuksia? Tämä on persoonallisuustutkimuksen ydinkysymys. Persoonallisuustutkimus pyrkii ymmärtämään tämän mielenkiintoisen ilmiön evoluutiota.  Johdonmukaiset erot yksilöiden käyttäytymisessä voivat johtua monista asioista, kuten ympäristöstä, jossa yksilöt kasvoivat, niiden asuinympäristöstä tai geeneistä, jotka yksilöt saavat vanhemmiltaan. Viimeisin niistä on tutkimukseni kannalta mielenkiintoisin, sillä ainoastaan perinnölliset piirteet ovat luonnonvalinnan kohteita ja siksi ne voivat kehittyä ja muuttua evoluution myötä.

Käytän väitöskirjatutkimuksessani tilastollisena työkaluna kvantitatiivista genetiikkaa, jonka avulla voin arvioida syitä persoonallisuuseroavaisuuksien taustalla. Pääperiaate on yksinkertainen: jos persoonallisuden piirre on perinnöllinen, sukua olevat yksilöt muistuttavat toisiaan enemmän kuin yksilöt, jotka eivät ole sukua keskenään. Tämän selvittämiseksi on dokumentoitava populaation kunkin yksilön käyttäytymistä ja lisäksi tunnettava niiden sukupuut useamman sukupolven ajalta. Meidän on siis tunnistettava vanhemmat ja niiden jälkeläiset jokaisena pesintäkautena ja tästä syystä käytän noin kuukauden kenttätöihin vuosittain, tarkkaillakseni sinitiaispopulaation lisääntymistä.

Sinitiaiset ovat kolopesijöitä, jotka käyttävät mielellään niille tehtyjä linnunpönttöjä. Kenttätyökausi alkaa yleensä toukokuun alusta, jolloin tarkistamme kaikki 330 linnunpönttöä pesien ja munien varalta (vain kolmasosa niistä tulee olemaan asuttuja) kymmenen neliökilometrin kokoisella tutkimusalueellamme. Naaras munii yleensä munan päivässä ja näin voimme määrittää muninnan alkamisajankohdan. Toistamme pönttöjen tarkastuksen viikottain kunnes munia ei enää ilmesty lisää ja suurin osa naaraista on alkanut hautomaan. Tässä populaatiossa naaras munii keskimäärin 10 munaa, mutta niitä voi olla jopa 14! Hautominen alkaa yleensä, kun naaras on muninut toiseksi viimeisen munansa ja pesye kuoriutuu 11 tai 12 päivää myöhemmin.

Odotettuna kuoriutumispäivänä käymme pesällä laskemassa kuoriutuneiden poikasten määrän. Kuoriutumispäivä on “päivä 0”, tuolloin pesän poikaset painavat keskimäärin yhden gramman.

Kun päivä 2 koittaa, poikaset näyttävät yhä samalta, mutta ovat kaksinkertaistaneet painonsa kahteen grammaan. Punnitsemme jokaisen yksilön ja leikkaamme niiden kynnet siten, että poikaset voidaan erottaa eritavoin leikattujen kynsien perusteella toisistaan myöhemmin.

Päivänä 5 alamme ottamaan kiinni populaation aikuisia lintuja käyttämällä pesään asennettuja ansoja. Tunnistamme aikuiset jalan renkaan perusteella ja uudet tulokkaat saavat oman renkaansa. Mittaamme lintujen morfometriset mitat, kuten tarsuksen ja siiven pituuden ja dokumentoimme niiden käyttäytymisen käsiteltäessä (katso artikkelini, jos kiinnostuit yksityiskohdista). Vaikka painavatkin vain 11 grammaa sinitiaiset voivat olla hyvinkin aggressiivisia ja purra kipeästi.

Päivänä 9 poikasilla alkaa olla höyheniä, ne näyttävät oikeastaan pieniltä dinosauruksilta! Rengastamme kaikki poikaset, luemme niiden kynsikoodin ja punnitsemme ne.

Päivänä 16 sinitiaisen poikaset ovat lähes valmiit lentämään pesästä. Ne näyttävät suloisilta keltaisilta pörröpalloilta, jotka kakkivat paljon ja alkavat tuottamaan yhteysääniä. Samoihin aikoihin ne alkavat myös pyristellä käsiteltäessä. Tässä vaiheessa saurataan samaa toimintatapaa kuin aikuisten sinitiaisten kohdalla, tehdään morfometriset mittaukset ja havainnoidaan linnun käyttäytymistä. Onneksemme tuon ikäiset linnut eivät pure, mutta voivat kyllä olla hankalia käsitellä! Mitattuamme poikaset, päästämme ne matkaan onnen toivotusten saattelemana. Parin päivän päästä palaamme katsomaan, joko poikue on lentänyt pesästä. Surullinen osa tarinasta on se, että ainoastaan 10% poikasista selviää hengissä ensimmäisestä elinvuodesta.

Juuri nyt, näin juhannuksen aikoihin, suurin osa sinitiaisten poikasista on lentänyt pesästä, mutta koko perhe pysyy yhdessä vielä viikkoja. Jos kuulet niiden yhteysääniä, katso ylös puihin ja sano terveisiä minulta!