Global positioning system (GPS) and platform transmitter terminal (PTT) tags reveal fine-scale migratory movements of small birds: A review highlights further opportunities for hypothesis-driven research

Abstract

ABSTRACT Studying migration is critically important for understanding the full-annual cycle of migrating birds and aids in management and conservation. In recent years, global positioning system (GPS) and platform transmitting terminal (PTT) tags have become miniaturized, revolutionizing migration research by allowing for higher location accuracy and global coverage for smaller species. We reviewed 116 primary research papers from 2006 to 2021 that reported on GPS- or PTT-tagged small birds (<500 g) during migration and assessed research aims, tag efficacy, ecological findings, and future opportunities. Reviewed papers covered 58 unique species (nearly half of which were shorebirds) and 65% of studies tagged birds at breeding grounds. Tags that did not require retrieval had higher success obtaining data, with PTT tags having the greatest success (85% of deployed tags had data). Of studies that reported tag load information, most (70%) reported tag loads ≥3% body mass, which is a potential concern given that 3% is considered the preferable upper limit. Most papers (69%) focused on presenting spatial information such as migratory routes, stopover sites, and habitat use, and only 33% of papers tested explicit hypotheses, demonstrating that we are in the early stages of understanding small bird migration at fine scales. Almost all tag deployments (93%) occurred in the northern hemisphere, most often in the United States (24%), indicating a deficiency in GPS and PTT research on small bird migration from the southern hemisphere. GPS and PTT tags have revealed new biological insights not possible with other technologies by providing fine-scale movement data and global coverage. There are exciting opportunities for researchers to move beyond descriptive spatial studies and explore hypothesis-driven migratory research, into topics such as intraspecific variation, carry-over effects, and climate-driven movements for irruptive species. How to Cite Iverson, A. R., J. L. B. Schaefer, S. M. Skalos, and C. E. Hawkins (2023). Global positioning system (GPS) and platform transmitter terminal (PTT) tags reveal fine-scale migratory movements of small birds: A review highlights further opportunities for hypothesis-driven research. Ornithological Applications 125:duad014. LAY SUMMARY Studying migration is critically important for understanding the annual cycle of migrating birds and can help with species management and conservation. In recent years, tracking devices that use satellite technology have become miniaturized, revolutionizing migration research, especially for smaller bird species. We reviewed 116 published scientific articles describing research on small bird (<500 g) migration to understand research goals and limitations, ecological findings, and future opportunities. Reviewed papers covered 58 species tagged mainly at breeding grounds in the Northern Hemisphere. Most papers described basic information about where species moved. Tags that transmitted data without needing to be retrieved from a bird had a higher success rate. Most papers did not assess the effects of tags on bird behavior. These tags deliver fine-scale locations and global coverage, providing new insights into bird biology. RESUMEN Estudiar la migración es de vital importancia para entender el ciclo anual completo de las aves migratorias y ayuda en la gestión y la conservación. En los últimos años, los dispositivos de los sistemas de posicionamiento global (GPS por sus siglas en inglés) y de las terminales transmisoras de plataforma (PTT por sus siglas en inglés) se han miniaturizado, revolucionando la investigación sobre la migración, al permitir una mayor precisión de ubicación y una cobertura global para especies más pequeñas. Revisamos 116 artículos de investigación de primera mano del 2006 al 2021 que analizaron la colocación de dispositivos GPS o PTT en aves pequeñas (<500 g) durante la migración, y evaluamos los objetivos de las investigaciones, la eficacia de los dispositivos, los hallazgos ecológicos y las oportunidades futuras. Los artículos revisados cubrieron 58 especies (casi la mitad de las cuales eran aves playeras) y el 65% de los estudios marcaron a las aves en los lugares de cría. Los dispositivos que no requirieron su recuperación tuvieron más éxito en la obtención de datos, siendo los dispositivos PTT los que tuvieron el mayor éxito (el 85% de los dispositivos colocados presentaron datos). De los estudios que analizaron información sobre la carga adicional generada por los dispositivos, la mayoría (70%) reportó cargas ≥3% de la masa corporal, lo cual es una preocupación potencial dado que el 3% se considera el límite superior preferible. La mayoría de los artículos (69%) se centraron en presentar información espacial como rutas migratorias, sitios de parada y uso de hábitat, y solo el 33% de los artículos probó hipótesis explícitas, lo que demuestra que estamos en las primeras etapas de comprender la migración de las aves pequeñas a escalas finas. Casi todos los dispositivos (93%) fueron colocados en el Hemisferio Norte, más a menudo en los Estados Unidos (24%), lo que indica una deficiencia en las investigaciones con GPS y PTT de las migraciones de las aves pequeñas en el Hemisferio Sur. Los dispositivos GPS y PTT han revelado nuevos conocimientos biológicos que no eran posibles con otras tecnologías al proporcionar datos de movimiento a escala fina y cobertura global. Existen oportunidades muy interesantes para que los investigadores vayan más allá de los estudios espaciales descriptivos y exploren la investigación migratoria impulsada por hipótesis, en temas como la variación intraespecífica, los efectos de arrastre y los movimientos impulsados por el clima de especies irruptivas.