Local food availability and nonbreeding carry-over effects affect breeding propensity and success of a tundra-nesting predator, the Long-tailed Jaeger

ABSTRACT Reproduction of long-distance migrants can be affected by local conditions on the breeding grounds as well as those encountered during the nonbreeding season through carry-over effects. We show that this is true in Long-tailed Jaegers (Stercorarius longicaudus) because individuals that spent less time flying at sea during winter had a high breeding propensity and a reduced pre-laying interval, but breeding propensity and nesting success were also positively associated with food abundance at the breeding site. This seabird switches from a marine to a terrestrial lifestyle to breed in summer in the Arctic, where it primarily feeds on lemmings. We monitored jaeger reproduction and lemming densities on Bylot Island in the Canadian Arctic for 16 years, and we used geolocator to study annual movements. We assessed whether movement parameters (travel distance, migration duration, phenology, and number of flying bouts inferred by saltwater immersions) during the nonbreeding season affected the breeding propensity, phenology, and success of individuals. We also examined whether cyclic lemming fluctuations influenced Long-tailed Jaeger reproduction and whether nesting success affected the phenology of their outbound migration. We found that increased time spent flying during winter and early arrival at the breeding site reduced breeding propensity. Moreover, spending less time flying during winter shortened the pre-laying period, and advancing laying date increased nesting success. Birds may thus face a trade-off to minimize the relative costs associated with arriving too early and breeding too late. Local food availability had a strong effect on reproduction because breeding propensity and nesting success increased sharply with lemming abundance. Failed breeders advanced their outbound migration by 10 days on average compared to successful ones, but migration duration was similar. Therefore, the unpredictability of the highly seasonal Arctic environment, especially fluctuating food abundance, appears to be a strong driver of reproduction that can modulate the strength of carry-over effects. LAY SUMMARY Reproduction of migratory birds may be affected by both environmental conditions encountered at the breeding and wintering sites or during migration. We studied this question in Long-tailed Jaegers, a seabird that nests in the Arctic, where they feed on lemmings in summer, a prey that shows high-amplitude fluctuations in abundance. We tracked individual jaegers year-round to assess whether movement parameters during the nonbreeding season and lemming abundance in the Arctic affected their reproduction. We found that individuals that spent less time flying at sea during winter had a higher chance to breed and that high lemming abundance at the breeding site also increased both the chance of breeding and nesting success. We conclude that conditions encountered in distant ecosystems in winter can also affect the reproduction of migratory birds breeding in highly variable and unpredictable environments. RÉSUMÉ La reproduction des migrateurs de longue distance peut être affectée par les conditions locales sur les sites de reproduction ainsi que par celles rencontrées en dehors de la saison de reproduction par le biais d'effets reportés. Nous montrons que c'est le cas chez le labbe à longue queue (Stercorarius longicaudus), car les individus qui ont passé moins de temps à voler en mer au cours de l'hiver avaient une forte propension à la reproduction et un intervalle pré-ponte réduit, mais la propension à la reproduction et le succès de nidification étaient aussi positivement associés à l'abondance de la nourriture sur le site de reproduction. Cet oiseau marin passe d'un mode de vie marin à un mode de vie terrestre pour se reproduire en été dans l'Arctique, où il se nourrit principalement de lemmings. Nous avons suivi la reproduction de S. longicaudus et les densités de lemmings pendant 16 ans sur l'île Bylot, dans l'Arctique canadien, et nous avons utilisé des géolocalisateurs afin d'étudier les mouvements annuels chez cette espèce. Nous avons évalué si les paramètres de déplacement (distance parcourue, durée de la migration, phénologie et nombre de vols inférés à partir des immersions en eau salée) pendant l'hiver affectaient la propension à se reproduire, la phénologie de reproduction et le succès de reproduction des individus. Nous avons aussi examiné si les fluctuations cycliques des populations de lemmings influençaient la reproduction de S. longicaudus et si le succès de nidification affectait la phénologie de leur départ pour la migration post-reproduction. Nous avons trouvé que l'augmentation du temps de vol en hiver et une arrivée hâtive au site de reproduction réduisent la propension à se reproduire. En outre, le fait de passer moins de temps à voler pendant l'hiver raccourcit la période pré-ponte, alors que le fait de devancer la date de ponte augmente le succès de nidification. Les oiseaux peuvent donc être confrontés à un compromis pour limiter les coûts relatifs associés à une arrivée trop hâtive et à une nidification trop tardive. La disponibilité locale de la nourriture a eu un effet important sur la reproduction, car la propension à se reproduire et le succès de nidification ont fortement augmenté avec l'abondance des lemmings. Les oiseaux nicheurs qui ont échoué leur reproduction ont devancé leur départ pour la migration de 10 jours en moyenne comparativement aux oiseaux ayant eu du succès, mais la durée de la migration était similaire. Par conséquent, l'imprévisibilité de l'environnement arctique très saisonnier, particulièrement la fluctuation de l'abondance de la nourriture, semble être un puissant catalyseur de la reproduction qui peut moduler la force des effets reportés.