Stable isotope analysis of multiple tissues from chick carcassess of three pygoscelid penguins in Antarctica

Abstract

Varios tipos de tejidos animales son empleados para el análisis de isótopos estables, considerando el período de tiempo que cada tejido refleja y dependiendo de su disponibilidad para colección. Aquí, hemos investigado los valores isotópicos (δ13C y δ15N) de cuatro tejidos (pluma, piel, uña y hueso) colectados de cadáveres de pichones de las tres especies de pingüinos pigoscélidos con el objetivo de comparar precisión y variabilidad de la información obtenida. Las muestras fueron colectadas en la Isla 25 de Mayo/King George durante el verano austral 2017/18. Los cadáveres de pichones son comúnmente encontrados alrededor de colonias activas y el muestreo oportunista puede fácilmente ser realizado minimizando el disturbio en la colonia. Un total de 25–36 cadáveres por especie fueron muestreados en colonias de Pingüinos Adelia Pygoscelis adeliae, Pingüinos Papúa P. papua, y Pingüinos Barbijo P. antarcticus. Un modelo lineal mixto mostró que los valores de δ13C variaron dependiendo del tejido presumiblemente debido a la discriminación isotópica específica a cada uno de ellos. En cambio, el único tejido significativamente diferente para δ15N fue la uña. La información reveló diferencias dietarias entre especies, exhibiendo el Pingüino Papúa los valores más altos. Asimismo, los Pingüinos Barbijo mostraron valores más altos de δ13C que los Pingüinos Adelia, aunque esta diferencia no fue significativa. Los Papúa mostraron la mayor variabilidad para todos los tejidos. La piel exhibió la mayor variabilidad en las tres especies y fue el tejido menos confiable para análisis de isótopos estables; mientras que las uñas mostraron la menor variabilidad. Los valores obtenidos de dos huesos distintos (tibiatarso y coracoides) no mostraron diferencias significativas, indicando que el muestreo de otros huesos probablemente resultará en valores similares. Nuestros resultados brindan información para poder estimar la composición de la dieta con precisión y comparar diferentes especies y/o colonias abandonadas y activas mediante el muestreo oportunista.

Many types of animal tissues are increasingly being used for stable isotope analysis, with their application dependent on the time frame they reflect and their availability for collection. Here, we investigated the isotopic values (δ13C and δ15N) of four tissues (feather, skin, toenail, and bone) collected from fledgling-period chick carcasses of three species of pygoscelid penguins to compare the variability and accuracy of the data among tissues. Samples were collected at 25 de Mayo/King George Island during the 2017/18 austral summer. Chick carcasses are commonly found at active penguin colonies, and “opportunistic sampling” can easily be performed without disturbing nesting penguins. A total of 25-36 carcasses per species were sampled at active colonies of Adélie Pygoscelis adeliae, Gentoo P. papua, and Chinstrap P. antarcticus penguins. A linear mixed model showed that δ13C values varied significantly between tissues, presumably due to tissue-specific isotopic discrimination. In contrast, the only tissue with significantly different δ15N values was toenail. Stable isotope data revealed dietary differences among species, with Gentoo Penguins having higher average isotopic values in tissues compared to Adélie and Chinstrap penguins. In addition, Chinstrap Penguins showed a consistent, but not statistically significant, trend in having higher δ13C values compared to Adélie Penguins. Gentoo Penguins displayed the highest isotopic variability of any species for all tissues. Isotopic composition was most variable in skin in all three species making skin the least reliable tissue for isotope analysis, whereas isotopic values were least variable in toenails. Comparison of isotopic values between two bones (tibiotarsus and coracoid) showed no significant differences in isotopic values, indicating that when the same bone is not available for sampling from carcasses, sampling of any major skeletal element is likely to provide a meaningful comparison. These results allow for more informed opportunistic sampling to accurately estimate and compare penguin diet among species and between ancient and active colonies.