معلومة

كيف يمكن للطيور أن تنثر البذور وهي قادرة على هضمها؟


لقد قرأت للتو في كتاب أن أحشاء الطيور يمكنها هضم جميع البذور المستهلكة تقريبًا باستثناء نبات الهدال واللورانثوس (الذي يظل عالقًا على الأغصان). من ناحية أخرى ، أعلم أن التطور المشترك مع الطيور تسبب في تضخم الثمار - لأشجار الفاكهة كميزة في الانتشار السريع.

ولكن كيف تنشر الطيور بالضبط البذور التي تستهلكها إذا تم هضمها في أحشائها؟


يمكن للطيور بالفعل هضم البذور في ظل ظروف الراحة. تم افتراض أن جميع المعارف الحالية تقريبًا حول آليات تشتت البذور الداخلي قد تم الحصول عليها من التجارب التي أجريت على الحيوانات المريحة.

دراسة مع البطة أنس بلاتيرينشوس (البط البري الشائع) ، الذي يُزعم أنه من الناحية الكمية أحد أهم الحيوانات التي تشتت البذور في الموائل المائية في نصف الكرة الشمالي ، قد أظهر أن النشاط البدني يؤثر على بقاء ممر الأمعاء ووقت الاحتفاظ ببذور النبات المبتلعة. قام المؤلفون بإطعام بذور تسعة نباتات مشتركة في الأراضي الرطبة إلى نباتات البط البري التي تم تدريبها على السباحة لاحقًا لمدة ست ساعات. قارنوا بقاء البذور في القناة الهضمية بمعاملة التحكم مع البطاطس المريحة.

زاد مرور الأمعاء السليم للبذور معنويا مع نشاط البطة (تصل إلى 80٪ في علاج السباحة الأسرع مقارنةً بالسيطرة) ، وبالتالي كاشفة انخفاض كفاءة الجهاز الهضمي بسبب زيادة معدلات التمثيل الغذائي. هذا يعزز إمكانية تشتت البذور المبتلعة.

يؤدي التمرين المكثف بعد الوجبة عمومًا إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي ، حيث يتم إعادة توزيع الدم على الجهاز العضلي وبعيدًا عن الجهاز الهضمي.

تشير هذه النتائج إلى أن إمكانات تشتت البذور بواسطة البطاطس المحسوبة من تجارب أخرى مع الطيور المستريحة قد يتم التقليل من شأنها.

المرجعي
- كليهايج وآخرون., Oikos (2015); 124(7): 899-907


حقيقة أن الطيور قادرة على هضم البذور لا تعني هضم جميع البذور. قد يعتمد ذلك على النشاط كما في المقالة التي استشهد بهاChristiaan. من المحتمل أن تكون هناك عوامل أخرى مثل حجم وشكل البذور والمعاطف الواقية حول البذرة. يمكن للبشر ، الذين يكون جهازهم الهضمي أطول من الطيور ، هضم البذور أيضًا. ومع ذلك ، فإن بذور طبقات الألويد يمكن أن تمر عبر الإنسان وتنبت بعد ذلك.


كيف تنشر الطيور البذور؟

تعتبر الطيور مهمة في دورة حياة العديد من النباتات ، لأنها توزع بذور النباتات بعدة طرق. تعلن النباتات عن بذورها للطيور من خلال توفير الفواكه الملونة المليئة بالطاقة أو المكسرات الكبيرة كمصدر للغذاء. تطورت نباتات مثل كرز الطيور جنبًا إلى جنب مع الطيور ، ووصلت إلى نقطة تتطلب فيها بذورها مرورًا عبر الجهاز الهضمي للطيور لمساعدتها على الاستعداد للإنبات.


الطيور المهاجرة تشتت البذور لمسافات طويلة

بعض أنواع النباتات قادرة على استعمار موائل جديدة بفضل الطيور التي تنقل بذورها في ريشها أو الجهاز الهضمي. حتى وقت قريب ، كان من المعروف أن الطيور يمكنها القيام بذلك على مسافات قصيرة ، ولكن أظهرت دراسة جديدة أنها قادرة أيضًا على تفريقها لأكثر من 300 كيلومتر. بالنسبة للباحثين ، يمكن أن تكون هذه الوظيفة أساسية في مواجهة تغير المناخ ، مما يسمح ببقاء العديد من الأنواع.

يمكن أن تعمل الطيور كمشتتات للبذور وغيرها من مواد التكاثر - الحشوات أو المصابيح أو الدرنات أو الأبواغ - على مسافات قصيرة لا تتجاوز في كثير من الحالات كيلومترًا ونصفًا. ومع ذلك ، لم يتم إثبات ما إذا كانوا قادرين على القيام بذلك لمسافات أطول.

أكد فريق بقيادة العلماء في Doñana Biological Station-CSIC (المجلس الإسباني للبحث العلمي) في إشبيلية (إسبانيا) هذه الفرضية بسبب البذور الموجودة في الجهاز الهضمي لأنواع مختلفة من الطيور التي تصطادها صقور إليونورا (Falco) في جزر الكناري. eleonorae) أثناء هجرتهم نحو إفريقيا.

"لم يتم تأكيد آلية التشتت لمسافات طويلة هذه حتى الآن ، ويرجع ذلك أساسًا إلى صعوبة أخذ عينات من التكاثر التي تنقلها الطيور أثناء رحلتها المهاجرة. وتمكنا من تحليلها بفضل سلوك صيد صقور إليونورا" ، دوارتي فيانا ، الباحث في محطة Doñana البيولوجية والمؤلف المشارك للدراسة ، شرح لـ SINC.

البيانات المنشورة في المجلة وقائع الجمعية الملكية ب، تكشف للمرة الأولى أن هناك أنواعًا قد تكون مشتتات ممتازة للتكاثر على مسافات طويلة تزيد عن 300 كم. كانت هذه الطيور تحلق فوق البحر في منطقة تقع بين جزر الكناري وأفريقيا ، ووجد العلماء فيها بذورًا تنتمي إلى نبات لم يكن موطنه الأصلي جزر الكناري ، مما يدل على قدرتها على تعزيز استعمار المناطق البعيدة والنائية. المناطق.

في المجموع ، أخذ الباحثون عينات من 408 عينة من 21 نوعًا. خمسة طيور من ثلاثة أنواع مختلفة خزنت 45 بذرة بداخلها: صائد الذباب الأوروبي (Ficedula hypoleuca) ، والنبتة الحمراء الشائعة (Phoenicurus phoenicurus) والسمان الشائع (Coturnix coturnix). نقل أول نوعين من بذور الفاكهة اللحمية (نوعان من جنس Rhamnus) ، بينما نقل السمان الشائع ما يصل إلى ثلاثة أنواع مختلفة (Rubus و Genisteae و Persicaria).

"أفضل المشتتات ستكون الطيور الآكلة للفاكهة ، التي تأكل طيور الفاكهة الآكلة للحبوب ، والتي تأكل البذور ، مثل السمان والطيور المائية ، وكثير منها يأكل رواسب البرك. يمكن أن نتحدث عن آلاف الأنواع من الطيور حول العالم ، وكثير منهم مهاجرون ".

وفقًا للباحثين ، في مواجهة حالة التغير العالمي ، ستسمح المشتتات بعيدة المدى للعديد من أنواع النباتات والكائنات بالوصول إلى موائل جديدة توفر لهم الظروف المثلى لبقائهم على قيد الحياة.

مناطق جديدة للنباتات

البذور التي تنقلها الطيور المهاجرة تتغوط وتودع في المكان الذي تصل إليه الطيور. إذا كان الموطن الجديد مواتًا للإنبات وما تلاه من إنشاء مجموعة قابلة للحياة ، فإن أنواع النباتات المشتتة قد تستعمر هذه المنطقة بنجاح وتنمو وتتكاثر.

ركزت الدراسة على ثلاث جزر إلى الشمال الشرقي من أرخبيل جزر الكناري: أليغرانزا - التي تم الحصول على جزء كبير منها - ، مونتانا كلارا وروك ديل إستي ، الأماكن التي يعشش فيها صقر إليونورا والتي عادة ما تهب فيها الرياح التجارية. تجر الطيور المهاجرة التي تذهب من أوروبا إلى إفريقيا. هنا يتم اصطيادهم ، خاصة في أكتوبر ، عندما تكون هناك هجرة واسعة النطاق.

بعد فحص محتويات معدة وأمعاء الفريسة المخزنة في أعشاش الصقور ، أوضح الخبراء أن معظم الأنواع التي تنتمي إليها البذور تنمو على بعد أكثر من 100 أو 200 كيلومتر من دراسات الجزر ، وإحدى هذه الأنواع ، بيرسيكاريا ، ليست حتى جزيرة الكناري.

"في حالة أليغرانزا بالذات ، فإن احتمال الاستعمار ضئيل لأن هذه الجزيرة تتمتع بمناخ جاف للغاية ، وهو غير مناسب لحياة معظم الأنواع النباتية. ومع ذلك ، ربما تم استعمار جزر أخرى من أرخبيل الكناري من خلال البذور القادمة من مناطق أبعد ، من أفريقيا القارية أو ، على الأرجح ، شبه الجزيرة الأيبيرية ".


توافر البيانات

جميع البيانات المستخدمة في التحليلات متاحة من خلال مستودع درياد الرقمي (https://doi.org/10.5061/dryad.15dv41nx3). السلالة المؤرخة لنباتات البذور (Spermatophyta) المستخدمة للحصول على شجرة النشوء والتطور لدينا متاحة من خلال GitHub (https://github.com/FePhyFoFum/big_seed_plant_trees/releases). تم الحصول على بيانات عن وزن جسم الطيور المستخدم لتصنيف الحجم (الشكل التكميلي 2) من EltonTraits 1.0 المتاحة من خلال Figshare (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3306933).


أزتيكا و سيكروبيا

نباتات الجنس سيكروبيا يعيشون في الغابات الاستوائية المطيرة في أمريكا الوسطى والجنوبية وهم مقاتلون كبيرون جدًا. تكمن الإستراتيجية التي تسمح لهم بالنمو السريع والتقاط أشعة الشمس ، وتجنب المنافسة مع النباتات الأخرى ، في العلاقة القوية التي تربطهم بها أزتيكا النمل. توفر النباتات أعشاشًا للنمل ، نظرًا لأن سيقانها عادة ما تكون مجوفة وبها فواصل ، مما يسمح للنمل بالعيش في الداخل. علاوة على ذلك ، تنتج هذه النباتات أيضًا أجسامًا مولرية ، وهي مواد صغيرة ولكنها مغذية للغاية غنية بالجليكوجين الذي يمكن للنمل أن يأكله. في المقابل ، يحمي النمل سيكروبيا من الكروم والليانا ، مما يسمح لهم بالنجاح كنباتات رائدة.

نباتات النمل: سيكروبياأزتيكا Symbiosis (www.youtube.com)


الهضم

يمكن أن تكون فسيولوجيا الطيور في الجهاز الهضمي في الطيور متخصصة جدًا. يمكن أن يكون للطيور أجهزة هضمية متخصصة لأنظمة غذائية مختلفة ويمكن أن تتغير بشكل كبير مع التغيرات في المواسم. لديهم أكياس على جوانب الأمعاء الغليظة تسمى & # 8216ceca & # 8217 والتي تساعد الطيور على هضم المواد النباتية. بعض الطيور قادرة على هضم الشمع والببغاوات تأكل الطين لمساعدتها على هضم المركبات السامة في الفاكهة والبذور. تستطيع الطيور الطنانة استخراج 99٪ من الطاقة من الرحيق الذي تتغذى عليه.


لا تدع وحدة تغذية الطيور تنشر المرض - إليك كيفية العناية به

عندما عثرت رسامة الحياة البرية إميلي بول على صنوبر ميت خلف مكتبتها المحلية في يوجين ، أوريغون ، في يناير ، اتصلت بشريكها ، الذي يعمل في متجر مستلزمات تغذية الطيور. أخبرها أن العديد من طيور الصنوبر - نوع من العصافير المهاجرة - تموت بسبب داء السلمونيلات هذا الشتاء. بسبب بكتيريا السالمونيلا ، انتشر المرض عبر الشمال الغربي من كولومبيا البريطانية إلى شمال كاليفورنيا. الجاني المحتمل؟ مغذيات الطيور.

فبراير هو الشهر الوطني لتغذية الطيور ، وعادة ما يكون وقت الاحتفال بالمخلوقات ذات الريش وتوفير المزيد من الطعام والماء لجعلها تمر خلال فصل الشتاء. ولكن إذا كنت تقوم بتعليق وحدة تغذية ، ثم نسيانها لأسابيع ، فقد تعرض الطيور المحلية الخاصة بك دون قصد لخطر المرض أو حتى الموت. يتفق علماء الطيور وخبراء الطيور الآخرون في جميع أنحاء البلاد على أن تنظيف وحدة التغذية الخاصة بك عدة مرات في الأسبوع والحفاظ على الأرض أدناه يمكن أن يساعد جيران الطيور على البقاء بصحة جيدة.

يركز بوبي فوكيديس ، الأستاذ المشارك في علم الأحياء في كلية رولينز في أورلاندو ، على كيفية تأثير البيئات الحضرية على صحة الطيور ، فضلاً عن الصلة بين الإجهاد والمرض في الطيور المغردة. ويقول إن العديد من أمراض الطيور - بما في ذلك التهاب الملتحمة ، وجدري الطيور ، وداء المشعرات وداء السلمونيلات - ارتبطت تاريخيًا بالتجمعات في مغذيات الطيور.

غالبًا ما يصيب داء السلمونيلات طائر الحسون ، وطيور الزعنفة المسائية ، وعصافير المنزل. تعتبر طيور الصنوبر حساسة بشكل خاص بسبب ميلها إلى التجمع معًا في مجموعات. إذا تبرز طائر مصاب على الأرض تحت مغذٍ بالبذور المنسكبة وتطاير طائر آخر ، يلتقط بذرة ويبتلع البراز ، يمكن أن يصاب هذا الطائر الآخر بالعدوى. تصاب الطيور المصابة بداء السلمونيلات بالجفاف والهزال ، وتموت في النهاية من الجوع. هناك أيضًا خطر انتقال المرض من نوع إلى آخر بسبب التداخل الذي يحدث في المغذيات - وهو أمر نادر في الطبيعة.

"غالبًا ما تزور الطيور مغذيات متعددة في منطقة ما ، خاصة الأسراب المهاجرة والطيور الشتوية - مثل طيور الصنوبر المتأثرة هنا في فلوريدا - ويمكن أن تكون هذه بمثابة أحداث" مفرطة الانتشار "لأمراض مثل السالمونيلا وجدري الطيور ، كتب Fokidis في بريد إلكتروني. "الطيور المهاجرة يمكن أن تكون حساسة بشكل خاص لأنها معرضة بالفعل للخطر بقوة ، مما يؤدي إلى المخاطرة باستجابة مناعية أقل فعالية."

وقال فوكيديس إن الأشخاص في المناطق التي توجد بها حالات إصابة معروفة بداء السلمونيلات يجب أن يأخذوا مغذياتهم ، خاصة إذا رأوا طيورًا مريضة أو نافقة ، حتى يتم القضاء على تفشي المرض.

كتب: "أظهرت العديد من الدراسات انخفاضًا في أعداد الطيور المغردة ، وغالبًا ما يتم تشجيع مغذيات الطيور كطريقة نشطة يمكن للمواطنين التعامل مع الطيور ومساعدتها أثناء تحملهم لفصول الشتاء الباردة والهجرات الطويلة" ، "ولكن عندما يكون المرض موجودًا ، علينا إجراء التعديلات اللازمة للسيطرة على هذا المرض ".

دان جليسون ، مدرس طيور متقاعد ، يشترك في ملكية Wild Birds Unlimited في يوجين مع زوجته باربرا. لقد أرسلوا العديد من المكالمات حول الطيور المريضة والمحتضرة في الأشهر القليلة الماضية.

تخبر Gleasons الأشخاص الذين لاحظوا طيورًا خاملة أو ميتة حول منازلهم بإزالة مغذياتهم لمدة أسبوعين حتى تتمكن الطيور المحلية من التفرق والعثور على الطعام في البرية. بعد ذلك ، كما يقولون ، من الآمن تغيير المغذيات - إذا كنت حريصًا على تنظيفها. يقترحون نقع جميع أنواع المغذيات كل يوم في حوض مليء بـ 10 أكواب من الماء الساخن في كوب واحد من المبيض. اشطف المغذيات بالماء الساخن وجففها جيدًا قبل وضعها مرة أخرى. قال دان جليسون: "علق فقط عدد المغذيات التي يمكنك الحفاظ عليها بشكل مريح".

كما يحث الناس على تنظيف أحواض الطيور الخاصة بهم كل يوم بخرطوم أو فرشاة خشنة. قال: "إذا كنت ستترك مغذياتك وأحواض الاستحمام الخاصة بك وتتجاهلها ، فاحتفظ بها في الأسفل".

يشير جليزونز إلى أن الناس يمكن أن يصابوا ببكتيريا السالمونيلا إذا كانوا على اتصال بالطيور أو برازها ، أو مع القطط التي تصطاد طيورًا مصابة. ارتدِ قفازات مطاطية عند تنظيف المغذيات وأحواض الطيور ، على حد قولهم ، وافرك يديك بعد ذلك لتجنب التلوث.

قال ويسلي هوشاتشكا ، باحث مشارك كبير في مختبر كورنيل لعلم الطيور ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إن مغذيات الدرج - المنصات التي يمكن أن تقف وتأكل فيها طيور متعددة - من المرجح أن تتراكم البراز والبذور على الأرض ، مما قد يؤدي إلى انتشار المرض. بدلاً من ذلك ، يقترح مغذي أنبوب به فتحات لأعلى ولأسفل الجانبين. لكنه يقول إنه حتى ذلك الحين ، نظفها كثيرًا لإزالة البكتيريا. كتب: "مغذيات الأنبوب ليست مثالية لأن رؤوس الطيور ستتلامس مع جوانب الأنبوب عندما تصل الطيور إلى الطعام ، لذا حافظ على نظافة الأسطح قدر الإمكان".

ويشير إلى أن بكتيريا السالمونيلا يمكن أن تعيش لفترات طويلة من الزمن ، وتتراكم على أو تحتها. للوقاية من التلوث ، يخبر الناس بعدم ترك أكوام البذور على الأرض ويقول لتحريك المغذيات إذا كانت الطيور تتغذى بانتظام تحتها ، ضع قطعًا من الورق المقوى أسفل وحدة تغذية واستبدلها بانتظام إذا لاحظت عددًا كبيرًا من حبات الصنوبر أو حبات الصنوبر في حديقتك ، كما يقول.

تقدم مغذيات الطيور الطنانة تحدياتها الخاصة. تعتبر المغذيات الطويلة من الزجاجات المزودة بأزهار بلاستيكية صفراء حول فتحات الرحيق أرضًا خصبة لتكاثر العفن. تعتبر وحدة تغذية الأطباق الضحلة خيارًا أكثر أمانًا. بغض النظر عن اختيارك ، قم بتنظيف مغذياتك مرة واحدة في الأسبوع أثناء الطقس البارد ومرتين في الأسبوع أثناء الدفء. انقع كل أجزاء المغذي في حوض مع كوب من الخل في كوبين من الماء الساخن ، ثم ادعكهم بفرشاة رقيقة أو منظف الأنابيب وجففهم جيدًا قبل ملء وحدة التغذية وإعادة تركيبها.

يجب أن يتكون الرحيق المصنوع منزليًا من جزء واحد من السكر إلى أربعة أجزاء من الماء ، ويُغلى لمدة دقيقتين. يحذر جليزونز من استخدام السكر الخام ، الملون بدبس السكر ، والذي لا تستطيع الطيور الطنانة هضمه. يقولون عدم استخدام العسل أبدًا ، والذي يحتوي على جراثيم يمكن أن تسبب نمو الفطريات على لسان الطائر الطنان. قم بتغيير الرحيق أسبوعيًا في الشتاء وغالبًا في الصيف ، حيث يمكن أن تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا إلى زيادة نمو العفن. وتجنب إضافة صبغة حمراء أو شراء مسحوق رحيق أحمر معبأ ، مما قد يعرض الطيور الطنانة لخطر المشاكل الصحية ، كما قال دان جليسون.

قامت بول ، رسامة الحياة البرية ، بإزالة مغذيات البذور الخاصة بها في الوقت الحالي. وقالت إنها ستعيدهم مرة أخرى عندما ينتقل داء السلمونيلات في المنطقة. ولكن حتى إذا كنت لا تعيش في منطقة متأثرة بالمرض ، فمن الضروري الحفاظ على نظافة مغذياتك لتجنب انتشار البكتيريا الضارة.

بالنسبة للعديد من الأشخاص ، يمثل توفير البذور ومراقبة الطيور البرية متعة نادرة أثناء الوباء. إن تفشي مرض السالمونيلا لا يمثل مشكلة بالنسبة لصغار الطيور في الفناء الخلفي ، ولكنه دعوة للتأكد من أننا نتخذ أي خطوات ممكنة للحفاظ على سلامة أصدقائنا ذوي الريش.

الصحافة المحلية ضرورية.

امنح مباشرة إلى سلسلة منتديات المجتمع Northwest Passages في The Spokesman-Review - والتي تساعد على تعويض تكاليف العديد من مناصب المراسلين والمحرر في الصحيفة - باستخدام الخيارات السهلة أدناه. الهدايا التي تتم معالجتها في هذا النظام ليست معفاة من الضرائب ، ولكنها تُستخدم في الغالب للمساعدة في تلبية المتطلبات المالية المحلية اللازمة لتلقي أموال المنح المطابقة الوطنية.


كيف يمكن للطيور أن تنثر البذور وهي قادرة على هضمها؟ - مادة الاحياء

يمكن أن تكون الحيوانات مهمة جدًا لتكاثر النبات بطريقتين - نشر حبوب اللقاح ونشر البذور. تحتوي حبوب اللقاح على الحيوانات المنوية للنبات. بعض حبوب اللقاح تهب فقط في مهب الريح ، لكن هذا مضيعة جدًا لأن الكثير من حبوب اللقاح هذه لن تسقط أبدًا على الجزء الأنثوي من نبات آخر من نفس النوع. العديد من النباتات "تدفع" للحيوانات لتوصيل حبوب اللقاح الخاصة بها. قد يوفرون السكر (الرحيق) لإقناع الحيوانات بزيارة أزهارهم والتقاط حبوب اللقاح. إنهم لا يعطون الحيوان سوى القليل ، لذلك يجب أن يذهب الحيوان إلى زهرة أخرى ، حيث يمكن لحبوب اللقاح أن تخصب نباتًا آخر. يقوم نحل العسل والطيور الطنانة وبعض الخفافيش بهذا. النباتات الأخرى تجذب الملقحات بطرق مختلفة. أحد النباتات يجذب الذباب برائحته مثل رائحة الحيوانات الميتة. آخر يشبه حشرة أنثى ويجذب الحشرات الذكور.

الفاكهة هي نوع آخر من الدفع. يمكن للحيوان أن يأكل ثمرة في منطقة ما ، عن طريق التبرز (البراز) في مكان آخر ، بحيث تنتقل البذور إلى مناطق جديدة بمكافأة مقدار ضئيل من السماد والرطوبة. قد يحمل حيوان كبير فاكهة أكبر بعيدًا ليأكلها ، تسقط البذرة. بعض الحيوانات ، مثل السناجب ، تجمع المكسرات وتخفيها. لا يجدون كل الجوز الذي يخفونه ، لذلك سينبت البعض في أماكن جديدة. العلاقات التي يستفيد منها الأفراد من كلا النوعين تسمى التكافؤ. تصبح معظم الفاكهة صالحة للأكل فقط عندما تنضج البذرة بالداخل. لماذا يفيد هذا النبات؟

تساعد الحيوانات النباتات عن طريق تلقيحها ، وتساعد على نثر البذور ، كما أن فضلات الحيوانات تقوم بتخصيب النباتات.

النباتات لها آداب تناسلية مختلفة. على سبيل المثال ، تعتمد النباتات المزهرة على الحشرات في حصاد حبوب اللقاح. ستسافر نحلة واحدة إلى العديد من الأزهار المختلفة في يوم واحد. عندما تجمع النحلة حبوب اللقاح الموجودة في الزهرة من السداة ، فإنها تحصل على بعض حبوب اللقاح على جسدها ، وسيتم نقل حبوب اللقاح هذه إلى الزهرة التالية التي تزورها ، حيث يجب أن تمر النحلة بجانب المدقة. تسمح حركة حبوب اللقاح هذه من زهرة إلى أخرى للنبات بالتكاثر. مثال آخر هو نباتات الفاكهة - أي شيء من التفاح إلى التوت إلى الخيار - بشكل أساسي أي طعام به بذرة. عندما يأكل حيوان هذه البذور ، فإنها لا تتم معالجتها في الجسم ، لذلك عندما تفرزها ، تكون البذور في مكان جديد ويمكن أن تبدأ في النمو. يسمح نقل البذور من مكان إلى آخر للنباتات الجديدة بالبدء دون أخذ الموارد من النبات الأصلي. تستخدم أشجار الصنوبر (الصنوبر ، الراتينجية ، الفراء ، إلخ) أكواز الصنوبر - توجد بذور هناك يمكن أن تؤكل أو توزع من قبل الفئران والحيوانات الأخرى. بشكل عام ، هناك بعض النباتات آكلة اللحوم ، مثل مصيدة ذبابة الزهرة أو نبات القاذف. هذه النباتات تأكل الحشرات والحيوانات الصغيرة! من المهم أن نفهم أيضًا أن بعض النباتات تعتمد على حيوان واحد لتلقيحها كل عام ، وإذا انقرض هذا الحيوان أو اضطر إلى التحرك بسبب الظروف البيئية ، سيموت النبات.

تساعد الحيوانات على تكاثر النبات من خلال المساعدة في نشر حبوب اللقاح والبذور. على سبيل المثال ، يقوم النحل بتلقيح الأزهار ، وهو أمر حيوي لنشر الجينات والتكاثر. كنقطة اهتمام ، فقد تطورت الحشرات بالفعل مع النباتات المزهرة ، مما يعني أنها تطورت معًا بمرور الوقت ، في علاقة أفادت كل من النباتات والحشرات ، وبسرعة ونجاح لم يكن من المحتمل أن يكونا ممكنين بدون العلاقة. كمثال آخر ، تأكل العديد من الحيوانات الفاكهة ، ثم تسافر لمسافات طويلة قبل أن تخرج البذور. يساعد الحيوان المتنقل في نشر البذور إلى أماكن بعيدة ، ويعمل السماد كسماد لمساعدة البذور على النمو.

إحدى الطرق التي يمكن أن تساعد بها الحيوانات في تكاثر النباتات هي تخصيبها مباشرة. يمكن ملاحظة ذلك مع الحشرات التي تلقيح الأزهار. أثناء انتقالهم من نبات إلى آخر ، تلتصق حبوب اللقاح بها وتودع في الزهرة التالية. يمكن أن تساعد الحيوانات أيضًا في تكاثر النبات عن طريق نثر البذور في مناطق مختلفة. يمكن أن تلتصق البذور بالفراء أو يتم نقلها عن قصد ، كما هو الحال عندما تلتقطها السناجب أو الطيور وتسقطها أو تدفنها. الحيوانات التي تأكل البذور تقوم أيضًا بتفريق البذور عند إخراجها. حتى أن بعض النباتات قد تطورت إلى حيث لا يمكنها التكاثر إلا بمساعدة الحيوانات. مثال فريد على ذلك في الغابات المطيرة في أستراليا. توجد شجرة تنتج فاكهة أرجوانية بحجم بيضة مع حفرة (بذرة) في الوسط. لا يمكن أن تنبت البذرة إلا إذا مرت عبر الجهاز الهضمي لطائر بدائي كبير يسمى كاسواري.

تنشر الحيوانات البذور حولها. وهذا ما يسمى تشتت البذور. من خلال مساعدة البذور على الابتعاد عن النبات الأم إلى موائل جديدة غير مستعمرة ، فإنها لا تزيد من ميل البذور للبقاء فحسب ، بل تسمح أيضًا للنباتات باستعمار مناطق جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سلوك التخزين المؤقت للعديد من القوارض وبعض الطيور (تخزين البذور في ذاكرة التخزين المؤقت لأكلها لاحقًا) يزرع البذور بحيث يسهل تنبتها.


كيف يتكاثر الصبار؟

الصبار هو نبات يزهر ، وتنتج الإزهار ثمارًا تحمل بذورًا ، وهي البذور التي تؤدي في النهاية إلى نباتات صبار جديدة. توفر الخفافيش التلقيح لبعض أنواع الصبار ، وتتفتح الأزهار في الربيع كل عام. من الممكن أيضًا زراعة صبار من أجزاء مكسورة من صبار موجود ، لكن النبات الجديد متطابق وراثيًا.

حقيقة أن الصبار يحتاج إلى جذب الخفافيش (أو النحل أو الطيور ، في بعض الحالات) لتوفير التلقيح قادهم إلى تطوير العديد من السمات الزهرية التي تجذب الأنواع الملقحة. بمجرد حدوث التلقيح ، تظهر الثمار التي ينتجها الصبار تنوعًا كبيرًا. بعضها جاف جدًا ، والبعض الآخر سمين جدًا ، وجميعهم به الكثير من البذور. تقوم الطيور بتفريق البذور الموجودة في الفاكهة ذات المذاق الحلو وتظهر الكثير من الألوان التي تأكلها الطيور ، وتمر البذور عبر الجهاز الهضمي للطيور ، وتنتهي على الأرض في فضلات الطيور. تسقط بعض ثمار الصبار على الأرض ، حيث يأكلها أفراد من الأنواع الأخرى. حتى أن النمل ينثر البذور لبعض الأنواع. ينتهي الأمر بالفواكه التي تكون أكثر جفافاً ولها أشواك بالالتصاق بفراء الثدييات أو تسافر مع الريح لتفريق البذور بالداخل.


لماذا من المهم أن تحب الطيور أكثر من مجرد جمالها

هل سبق لك أن نظرت إلى منقار الملعقة وفكرت في السبب وراء الشكل الفريد لمنقاره ، عندما يبدو أن الخواضون الآخرون على ما يرام بدون واحد؟ يتم تصوير السمات الجسدية للطيور وتسجيلها والتعليق عليها باستمرار في جميع أنحاء عالم علم الطيور - ولكن عادة ما يكون ذلك فقط لتحديد الطائر أو تمييزه عن الأنواع الأخرى المشابهة. تقتصر المعلومات المتعلقة بأسباب تطوير الطيور لهذه السمات الجسدية في المقام الأول على مقتطفات صغيرة متناثرة عبر المؤلفات العلمية في العالم.

هذا عار حقيقي - ليس فقط لأن التكيفات الجسدية للطيور رائعة ، ولكن أيضًا لأنه كلما زاد فهمنا للطبيعة ، زاد احترامنا لها والتواصل معها. كما قال المستكشف البارز والمدافع عن البيئة جاك كوستو ذات مرة: "يحمي الناس ما يحبون ، ويحبون ما يفهمونه ويفهمون ما يتعلمونه." في عصر اليوم من فقدان الطبيعة الكارثي ، يعد هذا التعليم أساسيًا في تغيير المواقف العامة.

تأمل في الحلمه العظيمة المتواضعة باروس الكبرى. إنه دائري ورقيق بعيون خرزية لطيفة - لكن هل تعلم أنه في كل شتاء يضبط أيضًا طول أمعائه لاستيعاب الفول السوداني الذي نطعمه نحن البشر ، قبل تقليصه مرة أخرى لهضم الحشرات في الصيف؟ في المرة القادمة التي ترى فيها هذا الطائر الشائع ، قد يكون لديك المزيد من الاحترام لكيفية تأقلمه مع تحديات البقاء التي يواجهها.

تساعد المعرفة من هذا القبيل أيضًا الجمهور على فهم سبب خطورة الأمر عندما تنخفض أنواع الطيور أو تنقرض. إنه ليس مجرد طائر جميل يختفي على بعد آلاف الأميال - إنه فقدان عنصر حيوي في شبكة معقدة من التفاعلات. بدونها ، قد يسقط النظام البيئي بأكمله. إذا لم تكن تعرف هذا ، فقد تعتقد أن فقدان الحلم العظيم من الغابة لن يكون مهمًا - بعد كل شيء ، هناك الكثير من الطيور المغردة الصغيرة المتشابهة المظهر والتي ستؤدي نفس الدور. لكن انظر عن كثب إلى مناقيرهم ، وسترى أنهم جميعًا مختلفون. تيت العظيم ، بمنقارها الرقيق الذي يشبه الإبرة ، يأكل الحشرات - في حين أن الأنواع مثل الهاوفينش Coccothraustes coccothraustes، بمنقارها السميك القوي ، يفضل تكسير البذور القاسية. تفقد الحلمة العظيمة ، وقد تواجه سربًا من الآفات الحشرية. تفقد Hawfinch ، ويمكنك وقف انتشار البذور عبر المشهد بأكمله.

يمكن أن يفسر فهم أجسام الطيور أيضًا سبب تأثير بعض التهديدات على الطيور بشكل مختلف ، حتى لو كانوا يأكلون نفس الطعام تمامًا. نظرًا لاختلاف طرق هضم الطعام ، يمكن للبوم الحصول على جميع العناصر الغذائية التي يحتاجونها حتى في الموائل الملوثة ، في حين أن الطيور الجارحة النهارية مثل الباشق الأوراسي الباسط نيسوس لا تستطيع. قد يكون هذا أحد أسباب انخفاض أعداد الطيور الجارحة في الغابات المتدهورة.

الآن ، ربما تكون متحمسًا لمعرفة المزيد عن الحياة الداخلية المذهلة للطيور التي تراها. لحسن الحظ ، يمكن لمشروع Avian Ecomorphological Project أن يفعل ذلك بالضبط. تهدف هذه المبادرة العالمية ، التي تنظمها مؤسسة Biosphere Science Foundation ، إلى إظهار الطيور للجمهور كما لم يروها من قبل ، واكتشاف وإيصال التفسيرات الرائعة وراء تشريح الطيور الفريد. لقد أثبتت ورش العمل والمحاضرات في جميع أنحاء أوروبا بالفعل أنها تحظى بشعبية كبيرة. الآن ، يريدون نشر السحر إلى جمهور أكبر.

تتمثل إحدى رؤاهم الرئيسية في إنشاء أطلس بيئي للطيور ، والذي سيوضح ويشرح السمات الجسدية الموجودة في جميع أنحاء مملكة الطيور. بدلاً من تصنيف الطيور إلى مجموعات من الأنواع وثيقة الصلة ، كما تفعل معظم كتب الطيور ، سيقارن هذا العيد المرئي حالات رائعة للتطور المتقارب ، حيث طورت الطيور المختلفة جدًا تكيفات مماثلة لمعالجة مشاكل مماثلة. على سبيل المثال ، يمتلك كل من الطيور الطنانة ونقار الخشب أخاديد في جماجمهم لاستيعاب ألسنتهم الطويلة للغاية ، والتي يستخدمونها لشرب الرحيق أو استخراج الحشرات. لم يتم إجراء مثل هذه الجولة الشاملة من السمات التشريحية للطيور من قبل.

استعد لاكتشاف إجابات للعديد من أسرار عالم الطيور - لماذا يتوهج ريش البوم باللون الوردي تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية؟ لماذا تحتوي الرافعات والطيور المائية الأخرى على أنابيب رياح طويلة جدًا تنحني في حلقات؟ يخطط الفريق لإثبات ليس فقط ما اكتشفوه ، ولكن أيضًا كيفية اكتشافه - والذي غالبًا ما يكون رائعًا بنفس القدر. وسيعملون مع المتاحف وحدائق الحيوان ومراكز إنقاذ الطيور لدراسة العينات التشريحية. سيتم التدقيق في الصور ومقاطع الفيديو التي تم التقاطها لالتقاط جمال الطيور للحصول على معلومات مهمة حول وظائفهم أو سلوكهم.

لن تشرك هذه الاكتشافات الجمهور فحسب ، بل ستدعم أيضًا إجراءات الحفظ بشكل مباشر. من خلال الجمع بين الأدلة المرئية القوية على التهديدات المادية مثل البلاستيك أو التلوث ، يمكنهم جذب انتباه دعاة الحفاظ على البيئة والسلطات.

يسعى المشروع إلى التعاون مع الممولين والشركاء الذين يمكنهم مساعدتهم في نشر رسالتهم عبر وسائل التواصل الاجتماعي والتلفزيون والراديو ، بناءً على نجاح الأفلام الوثائقية المماثلة مثل فيلم "حياة الطيور" على قناة بي بي سي مع ديفيد أتينبورو. ربما في يوم من الأيام ، سيتمكن الجميع من رؤية ما وراء الريش الجميل إلى التحفة التطورية المذهلة التي تمثلها الطيور حقًا.


نثر البذور في الخارج بواسطة الطيور المهاجرة

يشجع التشتت لمسافات طويلة (LDD) على استعمار الموائل المعزولة والنائية ، وبالتالي فقد تم اقتراحه كآلية لشرح توزيعات العديد من الأنواع. الطيور هي ناقلات رئيسية لاضطراب نقص المناعة المكتسبة (LDD) للعديد من الكائنات الحية اللاطئة مثل النباتات ، ومع ذلك فإن LDD خارج النطاقين المحلي والإقليمي لم يتم ملاحظته أو قياسه بشكل مباشر. من خلال أخذ عينات من الطيور التي تم اصطيادها أثناء الرحلة المهاجرة بواسطة الصقور البرية التي تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، نظهر أن الطيور المهاجرة تنقل البذور على مدى مئات الكيلومترات وتتوسط في الانتشار من البر الرئيسي إلى الجزر المحيطية. ما يصل إلى 1.2 ٪ من الطيور التي وصلت إلى جزيرة صغيرة من أرخبيل الكناري (أليغرانزا) أثناء هجرتها من أوروبا إلى أفريقيا جنوب الصحراء حملت البذور في أحشائها. قد تنقل مليارات الطيور التي تهاجر موسميًا كل عام ملايين البذور. لا يوجد أي من أنواع النباتات التي تنقلها الطيور في أليغرانزا ومعظمها لا يحدث في جزر الكناري القريبة ، مما يوفر مثالًا مباشرًا على أهمية المرشحات البيئية في إعاقة الاستعمار الناجح من قبل الأنواع المهاجرة. قد يفسر ضغط الانتشار المستمر الناتج عن أحداث LDD هذه استعمار بعض الجزر. ومن ثم ، يمكن للطيور المهاجرة أن تتوسط في التوسع السريع للمدى أو التحولات في العديد من الأصناف النباتية وتحديد توزيعها.

1 المقدمة

تحتل العديد من الأنواع مساحات شاسعة من الأرض وتظهر إما توزيعات مستمرة أو منفصلة ، مما يشير إلى أنها قادرة على الانتشار عبر مسافات طويلة ، وعبر حواجز بيوجغرافية واستعمار مناطق بعيدة. يتزايد الاعتراف بالتشتت لمسافات طويلة (LDD) كآلية محتملة الأهمية لتشكيل توزيع التنوع البيولوجي [1-4]. على الرغم من أنه يُفترض أنه يحدث عند ترددات منخفضة نسبيًا ، اعتمادًا على مسافة التشتت ، يمكن أن يعمل LDD من النطاق الطبيعي إلى النطاقات العالمية ويكون له عواقب بيئية وجغرافية حيوية مهمة [5-7]. على نطاق المناظر الطبيعية ، يعزز LDD اتصال الموائل ، لا سيما في الموائل المجزأة ، وبالتالي ينظم الاستقلاب وديناميات المجتمع الميت [8]. في النطاقات المكانية الأوسع ، من النطاقات الإقليمية إلى النطاقات العالمية ، قد يؤدي LDD إلى توسيع النطاق أو التحولات (بما في ذلك الغزوات البيولوجية) ، وبالتالي يؤثر على العمليات الجغرافية والتطورية الحيوية [2].

بالنسبة للعديد من الكائنات الحية اللاطئة التي لا تستطيع الحركة بنشاط ، وعلى الأخص النباتات وكذلك العديد من اللافقاريات والكائنات الحية الدقيقة ، يعتمد التشتت على نقل التكاثر ، مثل البذور أو بيض الراحة أو الأبواغ ، عن طريق نواقل تشتت مختلفة ، مثل الماء والرياح والحيوانات. عادة ما يتم تفريق القوارير على المستويات المحلية على سبيل المثال ، تتراوح مسافات تشتت البذور عادة من 10 إلى 1500 م [9]. ومع ذلك ، تعمل LDD على مسافات من المحتمل أن تصل إلى مئات أو آلاف الكيلومترات [10]. في الواقع ، تم اقتراح LDD السلبي لتأسيس العديد من الأنماط الجغرافية الحيوية ، بما في ذلك استعمار (إعادة) الجزر [11،12] وتشكيل توزيعات منفصلة [13]. على سبيل المثال ، (1) البذور المنجرفة عن طريق البحر (مدفوعة بتيارات المحيط) لنبات عموم المناطق الاستوائية (الكركديه pernambucensis) تم اقتراحه ليكون مسؤولاً عن التمايز الجيني المنخفض نسبيًا بين سكان المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ [14] (2) تم اقتراح أنماط الرياح متباينة الخواص لشرح التجمعات الزهرية في جزر نصف الكرة الجنوبي [15] و (3) أحداث LDD بوساطة من قبل الطيور لشرح التوزيعات ثنائية القطب ، وهي نمط توزيع شديد الانفصال [13] ، والتوزيعات عبر المحيطات [16].

منذ داروين [17] ، تم اقتراح مشاركة الطيور المهاجرة في LDD لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية ، بشكل رئيسي في النظم البيئية المائية ، حيث تتكرر كل من الحيوانات الوبائية والداخلية [18 ، 19]. Other long-distance fliers, such as seabirds, have also been proposed as vectors of LDD between oceanic islands [11]. However, at present, there is only indirect evidence of the potential of migratory birds as LDD vectors, which is derived from phylo- and biogeographic patterns and anecdotal observations of seeds in the gut or plumage of migratory birds before or after active migration [11,20,21]. Quantitative evidence that migratory birds can actually disperse propagules during a migratory flight has been elusive, mainly due to the inherent difficulty of tracking birds and propagules that are engaged in migratory flight. We searched, collected and quantified seeds from hunted migratory birds to investigate whether overseas migratory movements of birds can mediate seed LDD. For this purpose, we used the ‘sampling services’ provided by the hunting activity of a wild population of Eleonora's falcons (Falco eleonorae) and last-generation tracking technology. These falcons prey on migrating birds flying over the ocean during autumn migration and store them in larders close to their nests. By analysing falcon movements and identifying seeds, we could safely conclude that seeds were carried from overseas locations and not ingested locally. Collected seeds were identified to the lowest possible taxonomic level according to DNA barcoding and morphological characteristics (see electronic supplementary material, table S1).

2. المواد والأساليب

(a) Study system

The frequency of LDD was quantified by sampling the seeds found in the guts of birds actively hunted by Eleonora's falcons while migrating over the ocean. Eleonora's falcons breed on small Mediterranean islands located along major migratory flyways between Europe and Africa, on the Moroccan Atlantic coast, and on small islands in the eastern most Canary Islands [22]. Their breeding season spans from late July until mid-October and largely overlaps with the major period of autumn migratory flux of birds travelling to Africa. Eleonora's falcons prey almost exclusively on these migrating birds to raise offspring [22]. We carried out our work on the small island of Alegranza, which is the northern-most island of the eastern Canary Archipelago, and on two nearby, smaller islands (figure 1أ). The Canary Islands are not located along a major migratory route however, birds reach the Archipelago during their southward migration when they are blown off their route by trade winds. Because bird migratory flux is not constant, Eleonora's falcons store their prey around their nests during periods of intense migratory flux (figure 1د). We quantified the frequency of seeds in the guts of birds migrating from Europe to Sub-Saharan Africa that were blown off course towards the Canary Islands.

Figure 1. Wind regime and Eleonora's falcons’ hunting movements. (أ) Average wind direction (arrows) and speed (m s −1 represented by arrow length and colour) on days on which seeds were recovered from migratory bird prey and on each day prior, when migratory birds were also potentially migrating. The wind rose (at the bottom right) represents the circular histogram of wind direction (the direction from which it blows) and the speed corresponding to a geographical band ranging from the southern Iberian Peninsula to Alegranza (data locations indicated by asterisks wind data were obtained from the National Centers for Environmental Prediction, NOAA). The black rectangle delimits the geographical area shown in panel (ب), which includes Alegranza. TN, Tenerife GC, Gran Canaria FV, Fuerteventura LZ, Lanzarote. (ب) Eleonora's falcons’ hunting movements (lines) during the same periods as in panel (أ). Data from each individual are shown in a different colour. Alegranza is represented as a grey polygon, and the dashed lines cross its centroid and delimit its four main geographical quadrants (NE, SE, SW and NW). (ج) Photograph of an Eleonora's falcon holding its bird prey in the study area (photo: J. Palmero). (د) Photograph of a typical larder where hunted migratory birds are stored.

(b) Seed collection

The fieldwork was carried out in September 2012 and from early August to early October 2013. Most of the fieldwork was based in Alegranza (10.5 km 2 , 289 m.a.s.l. ن = 312 migratory birds), a small volcanic island situated approximately 170 km away from the African coast (27°37′ N, 13°20′ W figure 1أ). To increase our sample size, we also visited the nearby islands of Montaña Clara (2.7 km 2 , 256 m.a.s.l. ن = 30) and Roque del Este (0.06 km 2 , 84 m.a.s.l. ن = 66), which are two smaller islands that together with Alegranza make up the entire breeding area of Eleonora's falcon on the Canary Islands. Seeds were recovered from birds in migratory flight that had been hunted by Eleonora's falcons and stored around their nests. We removed the digestive tract of the stored prey birds فى الموقع and then left the corpses where they were found for later consumption by the falcons. The digestive tracts were dissected, and their contents were washed out and then inspected under a stereoscope. Recovered seeds were carefully cleaned and dried, and then stored in absorbent paper at 4°C until further processing.

(c) Falcon movements

To ensure that migratory birds were hunted while in migratory flight, we identified the hunting areas of Eleonora's falcons by tracking seven different individuals with GPS trackers [23]. We tagged six adult Eleonora's falcons with solar-powered GPS trackers (www.UvA-BiTS.nl) during the breeding season of 2012 (three males and three females), and we tagged an additional falcon (female) in 2013. Four out of the six falcons tagged in 2012 returned from their wintering quarters in Madagascar in 2013 therefore, we recorded movement data from five falcons in 2013. Each geographical position was recorded at intervals ranging from 3 to 60 s with a precision of 3–15 m. These falcons leave the island to hunt rather than hunting on land. This is supported by repeated observations of falcons arriving from open sea with prey during the fieldwork and by the total absence of resident bird species from the falcons’ diet (almost exclusively composed of migratory birds, plus some marine bird species). To investigate where falcons were hunting, we calculated the direction and maximum distance of falcon's movements out of a 500 m buffer around the island (to exclude casual flights near the island perimeter). We also tested whether these movements were related to the wind regime by performing an one-way ANOVA using the maximum distance as the response variable and the direction quadrant from where the wind was blowing (NE, SE, SW and NW) as a fixed independent factor. Pairwise differences in maximum distance among the different wind regimes were tested by performing post hoc Wilcoxon tests with a progressive Bonferroni correction. The predictions were that (i) falcons hunt east from the island, from where bird prey are expected to pass if migrating along the African coast, and (ii) the maximum distance decreases when winds blow from an eastern component, as eastern winds drag migratory birds closer and thus falcons can hunt near the island (i.e. maximum distance under winds blowing from NE/SE < SW/NW). Statistical analyses were performed in R [24].

(d) Seed identification

(i) DNA barcoding

We extracted DNA from the endocarp and embryo using the DNeasy Plant Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Because a DNA barcoding protocol for plants is not fully established, we chose two commonly used DNA markers, the ماتك الجين و rbcL gene (subunit b rbcLb), according to the CBOL Plant Working Group [25] and recent work on the efficacy of these two markers in identifying plant species [26,27]. For DNA amplification by PCR, we used pairs of primers that provided the best discriminatory power in the barcoding analyses from Yu وآخرون. [27] for ماتك (forward: 5′-CCCRTYCATCTGGAAATCTTGGTTC-3′ reverse: 5′-GCTRTRATAATGAGAAAGATTTCTGC-3′) and Dong وآخرون. [26] for rbcLb (forward: 5′-AGACCTTTTTGAAGAAGGTTCTGT-3′ reverse: 5′- TCGGTCAGAGCAGGCATATGCCA-3′). The PCR mixture contained 1× PCR buffer, 2.5 mM MgCl2, 0.5 mM dNTPs, 5 µg BSA, 0.25 µM of each primer, 1 U of Taq polymerase and 5–50 ng of DNA template in a total volume of 20 µl. DNA was amplified using a PCR protocol consisting of 3 min at 94°C followed by 40 cycles of 30 s at 94°C, 40 s at 50°C for ماتك and 55°C for rbcLb, and 1 min at 72°C and a final extension of 10 min at 72°C. The PCR products were then sequenced in both forward and reverse directions using the B ig D ye v. 1.1 Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems, Inc.) and an automated DNA fragment analyser (ABI-3130xl Applied Biosystems, Inc.). Sequences (i.e. barcodes) were visually inspected and edited using the program S equencher v. 4.9 (Gene Codes Corporation) and matched against the GenBank database (NCBI) to identify taxa with similar DNA profiles.

Barcode amplification was 100% (6/6) and 66.6% (4/6) successful for the ماتك و rbcLb markers, respectively (see electronic supplementary material, table S1, for details). Nevertheless, we could not identify the different seeds to the species level, as the barcodes were either not 100% similar to published sequences (obtained from BLAST results in the GenBank) or matched more than one species (as with the Persicaria seeds).

(ii) Morphological identification

Because DNA barcoding did not identify the seeds to the species level, we also resorted to expert botanists and compared the collected seeds with seed image databanks (http://www.plantatlas.eu http://nt.ars-grin.gov/SeedsFruits/rptSeedsFruitsFam.cfm http://www.oardc.ohio-state.edu/seedid/search.asp). Seed morphology allowed us to further delimit the taxonomic level of some seeds (from family to genus level). In addition, morphological comparison of transported seeds with those of closely related plant species that occur in the Canary Islands (which could potentially match our identification) allowed us to exclude the possibility of taxa originating from nearby islands or the entire archipelago (according to a recent species inventory [28]).

(e) Seed viability

The set of intact روبوس seeds (ن = 34, minus one used for the DNA barcoding) recovered from one migrating quail was used to test the viability of seeds retained in a bird gut for an undetermined amount of time. The low number of remaining seeds of different species (up to 4 note that at least one seed from each taxon was used for the DNA barcoding analysis) was not sufficient to obtain reliable estimations of viability. Seed viability was assessed using the tetrazolium chloride test, which detects respiration in living tissues of the seed embryo through a chemical reaction that produces a reddish stain. The efficacy of this test using روبوس seeds was shown by Wada & Reed [29]. Positive and negative controls (ن = 20 for each) were performed by testing the viability of fresh and dead seeds, respectively. The latter consisted of fresh seeds heated to 100°C for 1 h. Seeds were soaked for 24 h in water, cut longitudinally through the midsection, treated with 1% 2,3,5-triphenyl-tetrazolium chloride for 24 h at room temperature and then treated with 85% lactic acid for 30 min [29,30]. Embryos were evaluated under a stereoscope. Embryos that were entirely stained red were considered viable, whereas those that remained entirely or partially white were considered non-viable.

3. النتائج

On days when bird prey was found around falcon nests, winds were blowing from NE (figure 1أ) and falcons travelled up to 58 km to an eastern quadrant off the island (mostly to the NE quadrant figure 1ب). Eleonora's falcons foraged every day east from the island at open ocean (97% of movements towards east figure 2أ), from where migratory birds are expected to appear. When wind was blowing from a western quadrant, they moved longer distances in search for prey when compared with eastern winds (figure 2ب F2,71 = 3.601, ص = 0.032 post hoc tests: صNE–SW = 0.049, صNE–NW = 0.013, صSW–NW = 0.901 SE direction is not compared because wind virtually never blew from SE during the study period). The contents of the digestive tracts (mostly gizzards and, when still intact, intestines) of 408 migrating birds belonging to 21 different species were analysed (figure 1ج,د). We found 45 intact seeds in the gizzards of five prey birds (1.2% of all prey birds). Common quail (Coturnix coturnix) was the species that transported seeds most often (three out of eight individuals, plus one individual that carried two fragments of legume loments), and did so in higher quantities (mean = 14 seeds, plus seed fragments table 1). Viability tests (tetrazolium testing) showed that 12% of the (apparently intact) روبوس seeds found in a common quail were still viable, compared with 70% of control seeds collected from fresh fruits (and 0% of negative controls). Two insectivorous species, the common redstart (Phoenicurus phoenicurus) and the European pied flycatcher (فيسيدولا هيوليوكا), transported seeds of fleshy fruits (two Rhamnus species) at low frequency (one bird each out of 14 and 157 birds for the common redstart and the European pied flycatcher, respectively table 1).

Figure 2. Hunting movements of Eleonora's falcons. (أ) Direction of movements out of Alegranza (hunting incursions) and respective kernel density estimate (represented by the density line 97% to an eastern direction). (ب) Maximum distance reached in hunting incursions in relation to the wind direction (from where it was blowing). Different letters above boxplots indicate a statistically significant difference between wind regimes, and numbers inside boxes and/or above the median segments indicate the sample size (number of hunting incursions for each wind direction). The line within boxes indicates the median, the edges of the boxes the first (Q1) and third (Q3) quartiles, and the whiskers extend 1.5 times the interquartile range.

Table 1. Summary of the sampled digestive tracts of migratory birds hunted by Eleonora's falcons. The number of vectors is the number of birds transporting at least one seed in their gut.

Although the exact geographical origins of the seeds (belonging to four different families table 1 see DNA barcoding results in electronic supplementary material, table S1) are not known, none of the taxa occur on the closest main island (Lanzarote), and only one taxon (روبوس) occurs in Fuerteventura (80 km SW see map in figure 1أ). Therefore, the nearest seed sources for most taxa are located either 170 km (in Morocco) or 230 km away (in Gran Canaria, west of Alegranza see distance matrix in electronic supplementary material, table S2). Gran Canaria was not a likely seed source because the bird migratory flux came from the NE and not from the west (figure 1أ,ج see Discussion). Further, one seed taxon (Persicaria sp.) does not occur on the Canary Islands thus, these seeds must have come from the African or European continents. Migratory birds might depart from the SW Iberian Peninsula or northern Morocco, and are blown during migratory flight by strong NE winds onto the Canary Islands (figure 1).

4. مناقشة

We found that 1.2% of the sampled birds carried seeds while migrating. Although five out of 408 birds transporting seeds might seem circumstantial, it is important to consider that (i) we have found dispersed seeds during the two study years, and, (ii) although the proportion of birds transporting seeds is low, several billions of migratory birds migrate between Europe and Africa every year [31]. Consequently, our results show that migratory birds mediate regular seed dispersal, on the order of millions of seeds, over the ocean between Europe and Africa and into the Canary Islands. This study constitutes the first empirical evidence that such LDD is actually possible and quantifiable.

Alegranza is a dry volcanic island with a depauperate local flora (the typical landscape can be seen in figure 1ج). All of the transported plant taxa do not occur on the island and some do not occur on nearby islands or the entire Canary Archipelago. Although propagules arrive in considerable quantities, environmental constraints such as limited water availability may prevent successful island colonization by many transported taxa. Therefore, our results also provide a direct example of how niche processes may function as post-dispersal filters regulating species establishment. This implies that studies inferring dispersal rates from colonization patterns alone are likely to greatly underestimate the frequency of long-distance transport of propagules. Our study shows that one out of every 80 migratory birds dispersing seeds is a feasible frequency to allow the study and quantification of seed LDD in the field. Despite post-dispersal environmental filters, future studies aiming at quantifying this phenomenon may use other sampling methods, such as sampling migrating birds that fly into lighthouses or are captured by human hunters along migratory routes. Nevertheless, identifying seed sources so that dispersal distances can be calculated will be crucial for the estimation of LDD kernels and its ecological consequences. Our particular study system might also be interesting for studying potential secondary dispersal by Eleonora's falcons [32], which might ingest and disperse the seeds carried by their prey. Secondary dispersal may only occur after prey consumption, and thus before the seeds are deposited by the primary vector (i.e. the migratory bird). Given that seeds survive and are retained in the falcons’ guts long enough, secondary dispersal may occur within and between islands, as well as between the Canary Islands and Africa. Note, however, that we used Eleonora's falcons as a tool to sample birds while in active migration. Most birds migrating to Africa are not hunted by falcons, and seed dispersal will occur after completion of migratory flights. Furthermore, birds completing their migratory flights will probably be more successful LDD vectors, because stopover and wintering habitats should be more suited than the studied volcanic island for the establishment of dispersed plants.

Because the transported plant taxa do not occur on Alegranza, ingested seeds could not have originated there. According to the wind patterns and the falcons’ hunting areas revealed by GPS tracking in our study, migrating birds must have been caught after several hundred kilometres of non-stop flight—at least 300 km if flying from a coastal location in Morocco situated NE from Alegranza or over 1000 km if arriving from the Iberian Peninsula. Regardless of where the birds are arriving from, our results show that birds are able to initiate and maintain flight with seeds in their guts, corroborating the hypothesis that birds can transport seeds while in migratory flight. Furthermore, 12% of the روبوس seeds transported by a common quail were still viable, and indeed ingested seeds have been shown to survive gut passage in this bird species [33]. Also, seeds ingested by redstarts and flycatchers, which have a complementary frugivorous diet during the migration season, were shown to survive gut passage [34]. The fact that seeds survive gut passage suggests that these bird species can effectively disperse seeds and mediate the colonization of remote areas. Although viability seems to be affected by LDD (it decreased from 70 to 12% in روبوس seeds), it further supports that migratory birds may be responsible for the colonization of some of the Canary Islands, as many bird-dispersed plants, such as روبوس و Rhamnus species, occur on islands such as Tenerife [35]. In many other areas of the globe, the dispersal syndromes (inferred from seed or fruit characteristics) of a considerable proportion of plant species are also compatible with bird-mediated colonization (e.g. [11,36,37]). In Krakatau, for example, between 12 and 32% of the flowering plant species that colonized the island (as by 1994) after the volcanic eruption (in 1983) have seeds adapted to ingestion by or attachment to birds [37]. Moreover, a wide array of propagules from different taxa, including cyanobacteria, lichens and plants, as well as land and aquatic invertebrates, are commonly found in either the faeces or body of vector birds (e.g. [18,19,21,38–40]). For many of these passively dispersed taxa, continental-scale dispersal mediated by birds is the only parsimonious explanation for their phylo- and biogeographic patterns, as inferred from studies on angiosperms [13,16], bryophytes [39,41], lichens [42], freshwater zooplankton [43,44] and marine snails [45]. This study constitutes a definitive proof of LDD as a biogeographic mechanism.

Quantifying LDD will allow estimating and calibrating the tail of dispersal kernels. Indeed, the LDD frequency reported here (1.2%) is within the ranges reported in a recent modelling study [10], suggesting that up to 3.5% of the propagules ingested by migratory waterbirds can be effectively dispersed over more than 100 km. The shape of these kernel tails might depend on the migratory strategy and body size of vector birds and on the geographical configuration of habitat patches used by migratory birds en route [10,46]. While migration over continental land by birds using a stepping-stone strategy might generate more continuous, fat-tailed kernels, migration over ocean or inhospitable land, as well as non-stop migrations, might generate disjunct kernels. The shape of kernel tails will ultimately contribute to explaining and predicting biogeographic patterns. For example, it might aid in resolving Reid's paradox, which, based on observed range expansion rates, predicts a higher dispersal potential than that estimated from dispersal kernels [47]. Further, incorporating LDD estimates in species distribution models will help make more realistic predictions of future species distributions.

We conclude that both omnivorous and frugivorous migratory birds can disperse seeds over hundreds of kilometres. Considering the broad distribution and high abundance of migratory birds, their LDD services can be translated into large amounts of propagules of different species travelling each year over large spatial scales, including dispersal to islands and between continents. Despite the existence of environmental filters that can hamper the establishment of long-distance dispersers, it is worth noting that recruitment probabilities can significantly increase after arrival through directed local-scale dispersal to suitable microhabitats [48]. Our results together with this post-arrival establishment mechanism show that LDD can generate a constant propagule pressure capable of promoting and accelerating the colonization of different biogeographic regions. Depending on the LDD effectiveness, migratory birds can also promote gene flow among populations distributed along bird migration routes [43,44]. In the presence of rapid global change, LDD will allow species to rapidly reach suitable habitat patches and respond to changing environmental conditions, thus facilitating the persistence of many taxa under habitat fragmentation [9,49]. Overall, understanding and quantifying LDD by migratory birds will be necessary to estimate the potential for range adjustment in many species, including invasive species and pathogens, that are capable of exploiting these LDD vectors.

أخلاق مهنية

Research permits were granted by the Spanish regional administration Consejeria de Medio Ambiente, Caza y Patrimonio, Cabildo de Lanzarote (permits no. ES-000844/2012 and ES-000642/2013).

الوصول إلى البيانات

All relevant data are contained within the manuscript and the electronic supplementary material.


شاهد الفيديو: أسباب إنتفاخ الحسون أو الطيور الأخرى وعلاجهما إن لم تتبع هذه الخطوات فالموت مأكد طرق فعالة ومجربة (كانون الثاني 2022).