Using generalised additive models to visualise the annual cycle of primary feather moult patterns

Abstract

Moult is a vital but energy-demanding event in a bird's phenological cycle. Primary moult is the shedding of old feathers and the regeneration of new flight feathers to maintain efficient functioning of these critical structures. Life history events, such as moult, breeding and migration, are typically separated from one another temporally because of the costs associated with moult Thus, extrapolation of other life-history events is possible from an understanding of the primary moult schedule in species for which data are easier to collect This study aimed to explore the primary moult patterns of nine nectarivorous species (seven Sunbirds and two Sugarbirds) using data extracted from the South African Bird Ringing Unit (SAFRING) database. Logistic generalised additive models (GAMs) were fitted to active/inactive moult observations to explore annual primary moult patterns. Breeding patterns based on the presence of brood patches in females were also analysed using GAMs for species with sufficient data. The GAMs illustrated the annual patterns well, with the probability of moult having clear peaks and troughs, allowing intuitive understanding of annual life-history patterns, such as the probability of breeding. Generally, GAMs hold potential to be used as a supplementary tool to study the timing of primary moult GAMs appear especially useful for species with no well-defined annual moult period.

Utilisation de modèles additifs generalises pour visualiser le cycle annuel de la mue des plumes primaires

La mue est un événement vital mais exigeant en énergie dans le cycle de vie des oiseaux. La mue primaire consiste dans la perte des vieilles plumes de vol suivie de la régénération avec de nouvelles plumes afin de maintenir un fonctionnement efficace de ces structures essentielles. En raison des coûts associés à la mue et aux autres événements critiques de l’histoire de vie (reproduction et migration), ces événements sont généralement séparés dans le temps. Il est donc possible d’extrapoler d’autres événements de l’histoire de vie à partir d’une compréhension du calendrier de la mue primaire chez les espèces d’oiseaux pour lesquelles les données sont plus faciles à collecter. L’objectif de cet article est d’explorer les schémas de mue primaire de neuf espèces nectarivores (sept Souimangas et deux Promérops) en utilisant des données extraites de la base de données de la centrale de bagage sud-africaine (South African Bird Ringing Unit: SAFRING). Des modèles logistiques additifs généralisés (GAM) ont été ajustés aux observations de mue active/inactive pour explorer les schémas de mue primaire annuelle. Les schémas de reproduction basés sur la présence de plaques incubatrices chez les femelles ont également été analysés à l’aide de GAM pour les espèces pour lesquelles les données étaient suffisantes. Les GAM ont bien illustré les schémas annuels, la probabilité de mue présentant des pics et des creux clairs, ce qui permet une compréhension intuitive des schémas annuels d’histoire de vie, tels que la probabilité de reproduction. D’une manière générale, les GAM peuvent être utilisés comme un outil supplémentaire pour étudier le moment de la mue primaire. Les GAM semblent particulièrement utiles pour les espèces dont la période de mue annuelle n’est pas bien définie.

Keywords:

• citizen science
• generalised additive models
• migratory birds
• parental care
• SAFRING database
• Sugarbirds
• Sunbirds
• South Africa