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31 January 2024 Freshwater parasites as potential barriers to seabird dispersal: Evidence from vagrant booby specimens in western North America
Matthew J. Baumann, Sara V. Brant, Selina M. Bauernfeind, Coltin R.B. Gerhart, Jessie L. Williamson, Andrew B. Johnson, Garth M. Spellman, Samantha R. Uhrig, Steve West, Christopher C. Witt
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Abstract

Inland vagrancy and overland dispersal by seabirds are rare phenomena for which the causes and consequences are poorly understood. Studying inland occurrences of seabirds is important because continental land masses form barriers to dispersal of genes and parasites; thus, the permeability of land barriers influences the extent to which seabird populations evolve on separate trajectories and co-evolve with distinct parasite faunas. The boobies (Sula spp.) are a clade of saltwater-obligate species occurring in tropical and subtropical oceans. Booby species tend to exhibit population genetic structure among oceanic regions. Although they rarely wander inland, the Brown Booby (Sula leucogaster) has occurred numerous times as a vagrant in interior North America. Previous inland records from far western North America originated from Pacific populations (subspecies brewsteri), whereas those from eastern and midwestern North America originated from Caribbean populations (subspecies leucogaster). In this paper, we describe 2 new specimens of S. leucogaster, first state records for New Mexico and Colorado, salvaged from localities nearly equidistant from Pacific and Caribbean source populations. We used mitochondrial DNA sequences to conclusively demonstrate that both specimens originated in the Caribbean. We next examined the helminth parasite fauna of the 2 S. leucogaster specimens and an inland-vagrant Blue-footed Booby (S. nebouxii) from New Mexico. The guts of these boobies contained a suite of helminths, including multiple freshwater-obligate taxa. Based on our findings, we suggest that susceptibility to freshwater parasites may cause overland dispersal to fail for boobies, or other seabirds. Thus, freshwater parasites may contribute to explaining the relative rarity of transcontinental dispersal, maintenance of strong inter-ocean population genetic structure, phylogenetic conservatism of specialization on salt-water habitats, and the strictly pelagic distributions of ocean-dwelling species from several avian families.

La errancia y dispersión en tierra adentro de las aves marinas son fenómenos raros cuyas causas y consecuencias se entienden poco. Estudiar registros en tierra adentro de aves marinas es importante ya que las masas continentales forman barreras a la dispersión de genes y parásitos; por lo tanto, la permeabilidad de las barreras terrestres influye en qué tanto las poblaciones de aves evolucionan en trayectorias distintas y co-evolucionan con faunas parásitas distintas. Los alcatraces (Sula spp.) constituyen un clado de especies obligadas de agua salada que se encuentran en oceános tropicales y subtropicales. Las especies de alcatraces tienden a exhibir estructura genética poblacional entre regiones oceánicas. Aunque raramente deambula en tierra firme, el alcatraz pardo (Sula leucogaster) se ha reportado muchas veces como errante en tierra adentro de Norteamérica. Previos reportes de tierra adentro en el lejano oeste Norteamericano se originaron de poblaciones del Pacífico (subespecies brewsteri), mientras que los del este y el medioeste de Norteamérica se originan de poblaciones del Caribe (subespecie leucogaster). En este artículo, describimos 2 especímenes nuevos de S. leucogaster, primeros registros estatales para Nuevo México y Colorado, procedentes de localidades casi equidistantes de poblaciones fuente de Pacífico y el Caribe. Utilizamos secuencias de ADN mitocondrial para mostrar conclusivamente que ambos especímenes se originaron en el Caribe. Luego, examinamos la fauna de helmintos parásitos de ambos especímenes de S. leucogaster y de un alcatraz de patas azules (S. nebouxii) que vagaba tierra adentro en Nuevo México. Los intestinos de estos alcatraces contenían una serie de helmintos, incluyendo varios taxa obligadas de agua dulce. Con base en nuestros hallazgos, sugerimos que la susceptibilidad a los parásitos de agua dulce puede ocasionar que la dispersión en tierra adentro no sea exitosa para los alcatraces u otras aves marinas. Por lo tanto, los parásitos de agua dulce pueden contribuir a explicar la relativa rareza de la dispersión transcontinental, el mantenimiento de la fuerte estructura genética inter-oceánica, la conservación filogenética de la especialización en hábitats de agua salada y la distribución estrictamente pelágica de especies oceánicas pertenecientes a varias familias de aves.

Palabras clave: agua dulce, errancia, espécimen, helmintos, parásito, Sula.

Matthew J. Baumann, Sara V. Brant, Selina M. Bauernfeind, Coltin R.B. Gerhart, Jessie L. Williamson, Andrew B. Johnson, Garth M. Spellman, Samantha R. Uhrig, Steve West, and Christopher C. Witt "Freshwater parasites as potential barriers to seabird dispersal: Evidence from vagrant booby specimens in western North America," The Wilson Journal of Ornithology 135(3), 327-344, (31 January 2024). https://doi.org/10.1676/22-00090
Received: 16 September 2022; Accepted: 11 August 2023; Published: 31 January 2024
KEYWORDS
freshwater
Helminth
parasite
specimen
Sula
vagrancy
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