Dispersal is a key life-history trait for most species and is essential to ensure connectivity and gene flow between populations and facilitate population viability in variable environments. Despite the increasing importance of range shifts due to global change, dispersal has proved difficult to quantify, limiting empirical understanding of this phenotypic trait and wider synthesis. Here, we introduce a statistical framework to estimate standardised dispersal kernels from biased data. Based on this, we compare empirical dispersal kernels for European breeding birds considering age (average dispersal; natal, before first breeding; and breeding dispersal, between subsequent breeding attempts) and sex (females and males) and test whether different dispersal properties are phylogenetically conserved. We standardised and analysed data from an extensive volunteer-based bird ring-recoveries database in Europe (EURING) by accounting for biases related to different censoring thresholds in reporting between countries and to migratory movements. Then, we fitted four widely used probability density functions in a Bayesian framework to compare and provide the best statistical descriptions of the different age and sex-specific dispersal kernels for each bird species. The dispersal movements of the 234 European bird species analysed were statistically best explained by heavy-tailed kernels, meaning that while most individuals disperse over short distances, long-distance dispersal is a prevalent phenomenon in almost all bird species. The phylogenetic signal in both median and long dispersal distances estimated from the best-fitted kernel was low (Pagel's λ < 0.25), while it reached high values (Pagel's λ >0.7) when comparing dispersal distance estimates for fat-tailed dispersal kernels. As expected in birds, natal dispersal was on average 5 km greater than breeding dispersal, but sex-biased dispersal was not detected. Our robust analytical framework allows sound use of widely available mark-recapture data in standardised dispersal estimates. We found strong evidence that long-distance dispersal is common among European breeding bird species and across life stages. The dispersal estimates offer a first guide to selecting appropriate dispersal kernels in range expansion studies and provide new avenues to improve our understanding of the mechanisms and rules underlying dispersal events.
La dispersión es un rasgo clave del ciclo vital de la mayoría de las especies y es esencial para garantizar la conectividad y el flujo genético entre poblaciones y contribuir a la viabilidad de la población en contextos de ambiente variable. A pesar de que la dispersión es clave para estudiar los cambios en el área de distribución de las especies debido al cambio global, la dispersión es difícil de cuantificar, lo que limita la comprensión empírica de este rasgo fenotípico y su síntesis más amplia. Aquí introducimos un marco de trabajo estadístico para estimar de manera estandarizada los kernels de dispersión a partir de datos sesgados. Basándonos en este marco, comparamos los kernels de dispersión empíricos para las aves reproductoras europeas considerando la edad (dispersión media vital; natal, antes de la primera reproducción; y dispersión reproductora, entre los intentos de reproducción posteriores) y el sexo (hembras y machos), además de explorar si las diferentes propiedades de dispersión se conservan filogenéticamente. Estandarizamos y analizamos los datos de una extensa base de datos de anillamiento de aves en Europa (EURING), basada en voluntarios, teniendo en cuenta los sesgos relacionados con los diferentes umbrales de comunicación de las anillas entre países y con los movimientos migratorios. A continuación, ajustamos, en un marco bayesiano, cuatro funciones de probabilidad ampliamente utilizadas para comparar y proporcionar las mejores descripciones estadísticas de los diferentes kernels de dispersión por edad y sexo para cada especie de ave. Los movimientos de dispersión de las 234 especies de aves europeas analizadas se explicaron estadísticamente mejor mediante kernels de cola pesada, lo que significa que, aunque la mayoría de los individuos se dispersan en distancias cortas, la dispersión a larga distancia es un fenómeno prevalente en casi todas las especies de aves. La señal filogenética tanto en las distancias de dispersión medias como en las largas estimadas a partir del kernel mejor ajustado fue baja (λ de Pagel < 0,25), mientras que alcanzó valores altos (λ de Pagel >0,7) al comparar las estimas de distancia de dispersión para los kernels de cola pesada. Como se esperaba en las aves, la dispersión natal fue en promedio 5 km mayor que la dispersión reproductiva, pero no se detectó una dispersión sesgada por sexo. Nuestro robusto marco analítico permite un buen uso de los datos de marcaje y recaptura disponibles para la estimación estandarizada de las distancias de dispersión. Hemos encontrado pruebas sólidas de que la dispersión a larga distancia es común entre las especies de aves reproductoras europeas y en todas las etapas de la vida. Las estimas de dispersión ofrecen un primer paso para seleccionar los kernels de dispersión adecuados para los estudios de expansión del rango de distribución y proporcionar nuevas vías de investigación para mejorar nuestra comprensión de los mecanismos y procesos que subyacen a los eventos de dispersión.
Keywords: Europe; birds; dispersal distance kernel; gamma; half-Cauchy; negative exponential; ring-recovery; weibull.
© 2022 The Authors. Journal of Animal Ecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of British Ecological Society.