Stable isotopes of carbon reveal flexible pairing strategies in a migratory Arctic bird

Many birds change their partners every year and pairing may occur before arrival on the breeding grounds. Early pairing strategies can benefit mates by strengthening pair-bonds and increasing the rate of pre-breeding resource acquisition, leading to increased reproductive output and success, especially for migratory species breeding in seasonally-constrained environments like the Arctic. Despite the theorized and documented advantages of early pairing, we know rather little about pairing phenology in many species. Here, we test the use of a stable isotope (carbon delta C-13) method to assign geographic origin of paired birds to examine pairing phenology in Arctic-breeding Common Eiders (Somateria mollissima borealis). During two consecutive years, we captured paired individuals upon their arrival at breeding grounds approximately 2-3weeks before laying. Pairs with similar delta C-13 in their claws indicates that they paired during winter, while similar blood values (with no similarity in claws) would reveal pairs formed much later, during the pre-breeding period near or on the breeding grounds. While a large proportion of pairs (43%) appeared to pair on wintering grounds, an almost equal number (52%) likely paired within 1month prior to arrival on the breeding grounds. The remaining 5% did not have an obvious pairing time. Despite this variability in pairing phenology, we found no significant differences in body condition between females or males which paired in winter or spring. In the year characterized with more challenging winter conditions, pairs formed in spring tended to have a higher breeding propensity than those formed in winter, although there were no detectable links to body condition. Delaying pairing until spring may be advantageous for Arctic-breeding eiders, although a specific mechanism is unknown. Future research focusing on the energetic costs and benefits for male eiders during these periods would help further understand pairing phenology and potential impacts on males of female breeding decisions. ZusammenfassungStabile Isotope des Kohlenstoffs offenbaren flexible Paarungsstrategien bei einem arktischen ZugvogelViele Vogel wechseln jedes Jahr ihren Partner, wobei Paarbildungen bereits vor der Ankunft im Brutgebiet entstehen konnen. Bei der Strategie, sich fruhzeitig zu verpaaren, konnen die Partner von einer starkeren Paarbindung und einem erhohten Ma ss der Ressourcennutzung wahrend der Vorbrutzeit profitieren. Dies kann vor allem bei Zugvogelarten, die in Regionen mit jahreszeitlich begrenzt gunstigsten Bedingungen wie der Arktis bruten, zu einer Erhohung von Reproduktionsleistungen und -erfolg fuhren. Trotz der theoretisierten und dokumentierten Vorteile der fruhzeitigen Paarbildung wissen wir bei vielen Arten ziemlich wenig uber die Phanologie der Paarung. Wir testeten die Anwendung der Stabilisotopenmethode (Kohlenstoff delta 13C), um die geographische Herkunft der verpaarten Vogel zu bestimmen und somit die Phanologie der Paarung bei den in arktischen Regionen brutenden Eiderenten (Somateria mollissima borealis) zu untersuchen. In zwei aufeinanderfolgenden Jahren haben wir verpaarte Individuen nach deren Ankunft im Brutgebiet ungefahr 2-3 Wochen vor der Eiablage gefangen. Paare mit ahnlichen delta 13C-Werten in den Krallen weisen darauf hin, dass die Paarbildung im Winter stattfand, wohingegen ahnliche Blutwerte, jedoch keine ahnlichen delta 13C-Werte in den Krallen, zeigen wurden, dass die Paarbildung viel spater im Laufe der Vorbrutzeit in Brutgebietsnahe erfolgt ware. Es zeigte sich, dass sich ein gro ss er Anteil der Paare (43%) bereits in den uberwinterungsgebieten bildete, wahrend sich ein ungefahr gleichgro ss er Teil (52%) vermutlich erst innerhalb eines Monates vor Ankunft im Brutgebiet verpaarte. Die verbleibenden 5% hatten keinen eindeutigen Paarungszeitpunkt. Ungeachtet der Variabilitat in der Phanologie der Paarung konnten wir zwischen Weibchen und Mannchen, welche sich im Winter oder Fruhjahr verpaarten, keine signifikanten Unterschiede in der Korperkondition finden. In dem Jahr, in dem schwierigere Winterbedingungen herrschten, tendierten im Fruhjahr entstandene Paare zu einer hoheren Brutbereitschaft als die im Winter entstandenen Paare, wenngleich es keinen feststellbaren Zusammenhang mit der Korperkondition gab. Eine Verzogerung der Paarung bis in das Fruhjahr hinein konnte vorteilhaft fur die in arktischen Regionen brutenden Eiderenten sein, auch wenn der genaue Mechanismus dahinter unbekannt ist. Zukunftige Forschungen zu den energetischen Kosten und Nutzen der mannlichen Eiderenten wahrend dieser Zeitraume wurden dazu beitragen, die Phanologie der Paarung und die moglichen Folgen der weiblichen Brutentscheidungen fur die Mannchen zu verstehen.