Web databases of feather photographs are useful tools for avian morphometry studies

Ecol Evol. 2021 Jun 2;11(12):7677-7684. doi: 10.1002/ece3.7600. eCollection 2021 Jun.

Abstract

Wing area, wing loading, and aspect ratio are key variables for studies of avian comparative ecology, despite the complexity of measuring wing characteristics in living and museum specimens. The systematic databases of feather photographs available on the Internet may offer an alternative way of obtaining such morphometric data. Here, we evaluate whether measurements of scanned feathers from web photograph databases may offer reliable estimates of avian morphometry.Published data on wing area were obtained for 317 bird species and feather measurements from web photograph databases for 225 of them. A variable termed "lift generation area," a proxy for wing area, was calculated for each species on the basis of the mean length of the five distal secondary feathers and wingspan data from literature. The fit between this proposed variable and data extracted from the literature was examined by correlation, employing linear regression to explore the lack of fit among species."Lift generation area" proved to be highly informative as a proxy for wing area for the study species as a whole (R 2 > .98). Discrepancies observed between species were strongly negatively associated with the size of the original sample used to calculate wing area (p = .001) and, to a lesser extent, with bird size (p = .023), but not with aspect ratio. It was also found that the mean value of the mismatch between "lift generation area" and wing area (13.1%) among the study species as a whole was of similar magnitude to that found between sources of bibliographic wing area data for the 64 species for which two published estimates of this variable were available (15.3%).We conclude that measurements made from feather photograph databases are reliable for use in studies of avian comparative ecology, enabling the inclusion of biomechanical parameters of many more species than featured at present.

Las variables “wing area,“wing loading” y “aspect ratio” son de gran interés en estudios de ecología comparada de aves, si bien su medición es compleja tanto en ejemplares vivos como en especímenes de museo. Un procedimiento alternativo para disponer de datos morfométricos de las aves puede encontrarse en las bases de datos sistemáticas de fotografías de plumas disponibles en internet. En este trabajo se evalúa si las mediciones de fotografías de plumas presentes en estas bases de datos sirven para obtener estimaciones fiables de la morfometría de las aves.Se recopilaron datos publicados de “wing area” para un total de 317 especies de aves, y se pudieron obtener mediciones de plumas en atlas de plumas online de 225 de ellas. A partir de la longitud media de las 5 plumas secundarias distales y la envergadura de las aves, extraída de la bibliografía, se calculó la variable “lift generation area” como proxy de la “wing area” de cada especie. El ajuste de la variable propuesta a los datos extraídos de la bibliografía se analizó mediante análisis de correlación, explorándose por regresiones lineares las variables explicativas de la falta de ajuste entre especies.La “lift generation area” resultó muy informativa de la “wing area” para el conjunto de las especies (R 2>0.98), y las desviaciones observadas entre especies se asociaron fuertemente al tamaño de muestra sobre la que se había calculado originalmente la “wing area” (p = .001) y en menor medida al tamaño del ave (p = .023), pero no al “aspect ratio.” Además, se comprobó que el valor medio del desajuste entre “lift generation area” y “wing area” (13.1%) para el conjunto de las especies es de la misma magnitud que la diferencia que muestran entre fuentes bibliográficas los datos de “wing area” de las 64 especies de las que se han publicado dos estimaciones de esta variable (15.3%).Se concluye que el uso de mediciones de plumas procedentes de bases de datos de fotografías disponibles en internet es fiable para estudios de ecología comparada de aves, permitiendo la introducción en ellos de parámetros biomecánicos de muchas más especies que las manejadas hasta la actualidad.

Keywords: aspect ratio; bird; feather; measurement error; photogrammetry; size; web database; wing area.