Pacific Barrow's Goldeneye refine migratory phenology in response to overwintering temperatures and annual snowmelt

ABSTRACT Timing of seasonal bird migrations is broadly determined by internal biological clocks, which are synchronized by photoperiod, but individuals often refine their migratory timing decisions in response to external factors. Using 11 years of satellite telemetry data, we show that Pacific Barrow's Goldeneye (Bucephala islandica) at higher latitudes initiated spring and molt migrations later and fall migration earlier than individuals at lower latitudes. We further show that individuals refined migratory timing in response to interannual variation in environmental conditions. Individual Barrow's Goldeneye initiated spring migration earlier in years with warmer springs at their overwintering locations and concluded spring migration earlier in years with earlier annual snowmelt on their breeding grounds. Because individuals respond to conditions both where they initiate and where they conclude spring migration, our results suggest that Barrow's Goldeneye update their migratory decisions en route. For all 3 migrations in their annual cycle, birds delayed initiating migration if they had been captured and tagged prior to that migration. Birds that initiated migration late for their latitude were less likely to include a stopover and completed that migration faster, partially compensating for delayed departures. Our results are consistent with the hypothesis that Barrow's Goldeneye uses a combination of endogenous cues and environmental cues in migratory decision making. Sensitivity to environmental cues suggests that Barrow's Goldeneye may have behavioral plasticity that is adaptive when faced with ongoing climate change. LAY SUMMARY Migratory birds time their annual migrations to take advantage of temporal and spatial variation in resources, disease, and predation. Timing of these migrations is broadly determined by an internal biological clock set by day length, but individuals may refine when and how they migrate in response to environmental conditions. We used 11 years of satellite tracking data to investigate migratory cues in Barrow's Goldeneye, a species of sea duck. We found that birds used weather conditions as migratory cues, leaving their wintering grounds earlier in warmer springs and arriving on their breeding grounds earlier when the snow melted earlier in the year. Because individuals respond to conditions both where they start and where they end spring migration, our results suggest that Barrow's Goldeneye update their migratory decisions during migration. Barrow's Goldeneye's ability to respond to environmental cues suggests that they may be able to adapt to ongoing climate change. RÉSUMÉ Le calendrier des migrations saisonnières des oiseaux est largement déterminé par les horloges biologiques internes, qui sont synchronisées par la photopériode, mais les individus affinent souvent leurs décisions en matière de calendrier migratoire en réponse à des facteurs externes. En utilisant 11 années de données de télémétrie par satellite, nous montrons que les individus de Bucephala islandica de la population de l'Ouest ont commencé les migrations printanières et de mue plus tard et la migration automnale plus tôt aux latitudes plus élevées que les individus se trouvant aux latitudes plus basses. Nous montrons également que les individus ont affiné leur calendrier migratoire en réponse aux variations interannuelles des conditions environnementales. Les individus ont commencé leur migration printanière plus tôt les années où les printemps étaient plus chauds dans leurs lieux d'hivernage et ont terminé leur migration printanière plus tôt les années où la fonte annuelle des neiges était plus précoce sur leurs sites de reproduction. Puisque les individus réagissent aux conditions à la fois là où ils commencent et là où ils terminent leur migration printanière, nos résultats suggèrent que l'espèce adapte ses décisions migratoires en cours de route. Pour les trois migrations de leur cycle annuel, les oiseaux ont retardé le début de la migration lorsqu'ils ont été capturés et marqués avant cette migration. Les oiseaux ayant commencé leur migration tardivement pour leur latitude étaient moins susceptibles d'inclure une escale et terminaient cette migration plus rapidement, compensant partiellement les départs retardés. Nos résultats sont cohérents avec l'hypothèse selon laquelle B. islandica utilise une combinaison d'indices endogènes et environnementaux dans la prise de décision migratoire. La sensibilité aux indices environnementaux suggère que cette espèce peut avoir une plasticité comportementale qui s'adapte aux changements climatiques en cours.