Evaluating the efficacy of restoration plantings through DNA barcoding of frugivorous bird diets

Frugivores are critical components of restoration programs because they are seed dispersers. Thus, knowledge about bird-plant trophic relationships is essential in the evaluation of the efficacy of restoration processes. Traditionally, the diet of frugivores is characterized by microscopically identifying plant residues in droppings, which is time-consuming, requires botanical knowledge, and cannot be used for fragments lacking detectable morphological characteristics (e.g., fragmented seeds and skins). We examined whether DNA barcoding can be used as a universal tool to rapidly characterize the diet of a frugivorous bird, Eurasian blackcap (Sylvia atricapilla). We used the DNA barcoding results to assess restoration efforts and monitor the diversity of potentially dispersed plants in a protected area in northern Italy. We collected 642 Eurasian Blackcap droppings at the restored site during the autumn migration over 3 years. Intact seeds and fragmented plant material were analyzed at 2 plastidial barcode loci (rbcL and trnH-psbA), and the resulting plant identifications were validated by comparison with a reference molecular data set of local flora. At least 17 plant species, including 7 of the 11 newly transplanted taxa, were found. Our results demonstrate the potential for DNA barcoding to be used to monitor the effectiveness of restoration plantings and to obtain information about fruit consumption and dispersal of invasive or unexpected plant species. Such an approach provides valuable information that could be used to study local plant biodiversity and to survey its evolution over time. Evaluacion de la Eficiencia de las Plantaciones de Restauracion por medio del Codigo de Barras de ADN de la Dieta de Aves Frugivoras Los frugivoros son componentes criticos de los programas de restauracion pues son dispersores de semillas. Por esto, el conocimiento sobre las relaciones troficas entre aves y plantas es esencial para la evaluacion de la eficiencia de los procesos de restauracion. Tradicionalmente, la dieta de los frugivoros se caracteriza identificando con el microscopio los residuos botanicos en el excremento, lo que consume mucho tiempo, requiere de conocimientos sobre botanica y no puede aplicarse a los fragmentos que carecen de caracteristicas morfologicas detectables (p. ej.: semillas y piel de fruta fragmentadas). Examinamos si el codigo de barras del ADN puede usarse como herramienta universal para caracterizar rapidamente la dieta de un ave frugivora, la Sylvia atricapilla. Usamos los resultados del codigo de barras de ADN para evaluar los esfuerzos de restauracion y monitorear la diversidad de las posibles plantas dispersadas en un area protegida del norte de Italia. Recolectamos 642 excrementos de la curruca capirotada en el sitio restaurado durante la migracion otonal a lo largo de tres anos. Las semillas intactas y el material botanico fragmentado fueron analizados en los loci plastidial 2 del codigo de barras (rbcl y trnH-psbA) y las identificaciones botanicas resultantes fueron validadas por medio de comparaciones con un conjunto de datos moleculares de flora local como referencia. Se encontraron al menos 17 especies de plantas, incluyendo a 7 de los 11 taxones recientemente trasplantados. Nuestros resultados demuestran el potencial que tiene el codigo de barras de ADN como herramienta de monitoreo de la efectividad de las plantaciones de restauracion y como herramienta para obtener informacion sobre el consumo de frutas y la dispersion de especies de plantas no esperadas o invasoras. Dicha estrategia proporciona informacion valiosa que podria usarse para estudiar la biodiversidad botanica local y para monitorear su evolucion a lo largo del tiempo. Resumen