Clapper rail demography and population genomics
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of Delaware
Abstract
Understanding ecological and evolutionary dynamics in globally rare tidal marsh systems is important in the face of anthropogenically accelerated climate change. In particular, the north Atlantic coast of the U.S. is considered a hotspot for accelerated sea level rise, resulting in an urgent need for full annual cycle data to manage wildlife populations in this region. Secretive, migratory birds pose a challenge as they are difficult to track throughout their various life stages and their population connectivity is largely unknown. ☐ My dissertation focuses on one such species, the Clapper Rail (Rallus crepitans), which is a cryptic salt marsh specialist endemic to North America. Although historical observations documented various aspects of Clapper Rail life history, virtually no quantitative research or contemporary data exist across most of its range. Data needs are particularly critical for the migratory subspecies, the declining Northern Clapper Rail (R. c. crepitans). I therefore focused my efforts on estimating important breeding season vital rates (nest and chick survival), quantifying space use and migratory patterns, developing a reference genome to support genomic work, and evaluating population genetic structure of Clapper Rail throughout their U.S. range. ☐ I produced the first quantitative nest survival estimates for Clapper Rail in this region, revealing that site, nest visual obscurity, and time of season influence nest survival. Additionally, I provide here the first data directly tracking Rallus chick survival. Using tag technology, I produced the first home range estimates for the Northern Clapper Rail, assessed brood movement patterns by tracking chicks, and discovered a novel migratory pathway taken by Clapper Rail in Delaware. After assembling a high-quality Clapper Rail reference genome, I used ddRAD sequencing and determined that Clapper Rail along the U.S. Atlantic and Gulf coasts are panmictic and hybridize extensively with King Rail throughout this range. My results will serve as baseline data for future work with Clapper Rail and the King/Clapper Rail species complex and provide a foundation for conservation and management of this declining species.
Comprender la dinamica ecologica y evolutiva de los sistemas de marismas mareales, poco frecuentes en todo el mundo, es importante ante la aceleracion antropogenica del cambio climatico. En particular, la costa atlantica norte de EE.UU. se considera un punto caliente para la subida acelerada del nivel del mar, lo que da lugar a una necesidad urgente de datos del ciclo anual completo para gestionar las poblaciones de fauna silvestre en esta region. Las aves migratorias y reservadas plantean un reto, ya que es dificil seguirlas a lo largo de sus distintas etapas vitales y se desconoce en gran medida la conectividad de sus poblaciones. Mi tesis se centra en una de estas especies, el rascon badajo (Rallus crepitans), un especialista criptico en marismas salinas endemico de Norteamerica. Aunque las observaciones historicas han documentado varios aspectos de su ciclo biologico, practicamente no existen investigaciones cuantitativas ni datos contemporaneos en la mayor parte de su area de distribucion. La necesidad de datos es especialmente critica en el caso de la subespecie migratoria, el palmoteador norteno (R. c. crepitans), en declive. Por ello, he centrado mis esfuerzos en estimar importantes tasas vitales en la epoca de cria (supervivencia de nidos y pollos), cuantificar el uso del espacio y los patrones migratorios, desarrollar un genoma de referencia para apoyar el trabajo genomico y evaluar la estructura genetica de la poblacion de palmoteadores en toda su area de distribucion en Estados Unidos.He realizado las primeras estimaciones cuantitativas de la supervivencia en los nidos del palmoteador en esta region, revelando que el lugar, la oscuridad visual del nido y la epoca de la estacion influyen en la supervivencia en los nidos. Ademas, proporciono aqui los primeros datos de seguimiento directo de la supervivencia de pollos de Rallus. Utilizando la tecnologia de marcaje, he elaborado las primeras estimaciones del area de campeo del palmoteador norteno, he evaluado los patrones de movimiento de la nidada mediante el seguimiento de los pollos y he descubierto una nueva ruta migratoria seguida por el palmoteador en Delaware. Tras ensamblar un genoma de referencia de alta calidad, utilice la secuenciacion ddRAD y determine que el rascon de las costas atlantica y del Golfo de Estados Unidos es panmictico y se hibrida ampliamente con el rascon real en toda su area de distribucion. Mis resultados serviran como datos de referencia para futuros trabajos con el rascon y el complejo de especies de rascon y rascon rey y proporcionaran una base para la conservacion y gestion de esta especie en declive.
Comprender la dinamica ecologica y evolutiva de los sistemas de marismas mareales, poco frecuentes en todo el mundo, es importante ante la aceleracion antropogenica del cambio climatico. En particular, la costa atlantica norte de EE.UU. se considera un punto caliente para la subida acelerada del nivel del mar, lo que da lugar a una necesidad urgente de datos del ciclo anual completo para gestionar las poblaciones de fauna silvestre en esta region. Las aves migratorias y reservadas plantean un reto, ya que es dificil seguirlas a lo largo de sus distintas etapas vitales y se desconoce en gran medida la conectividad de sus poblaciones. Mi tesis se centra en una de estas especies, el rascon badajo (Rallus crepitans), un especialista criptico en marismas salinas endemico de Norteamerica. Aunque las observaciones historicas han documentado varios aspectos de su ciclo biologico, practicamente no existen investigaciones cuantitativas ni datos contemporaneos en la mayor parte de su area de distribucion. La necesidad de datos es especialmente critica en el caso de la subespecie migratoria, el palmoteador norteno (R. c. crepitans), en declive. Por ello, he centrado mis esfuerzos en estimar importantes tasas vitales en la epoca de cria (supervivencia de nidos y pollos), cuantificar el uso del espacio y los patrones migratorios, desarrollar un genoma de referencia para apoyar el trabajo genomico y evaluar la estructura genetica de la poblacion de palmoteadores en toda su area de distribucion en Estados Unidos.He realizado las primeras estimaciones cuantitativas de la supervivencia en los nidos del palmoteador en esta region, revelando que el lugar, la oscuridad visual del nido y la epoca de la estacion influyen en la supervivencia en los nidos. Ademas, proporciono aqui los primeros datos de seguimiento directo de la supervivencia de pollos de Rallus. Utilizando la tecnologia de marcaje, he elaborado las primeras estimaciones del area de campeo del palmoteador norteno, he evaluado los patrones de movimiento de la nidada mediante el seguimiento de los pollos y he descubierto una nueva ruta migratoria seguida por el palmoteador en Delaware. Tras ensamblar un genoma de referencia de alta calidad, utilice la secuenciacion ddRAD y determine que el rascon de las costas atlantica y del Golfo de Estados Unidos es panmictico y se hibrida ampliamente con el rascon real en toda su area de distribucion. Mis resultados serviran como datos de referencia para futuros trabajos con el rascon y el complejo de especies de rascon y rascon rey y proporcionaran una base para la conservacion y gestion de esta especie en declive.
Description
Keywords
Movement ecology, Nesting ecology, Population genetics, Rallus, Reference genome, Clapper rail, Genetic structure