Laying-sequence variation in carotenoid concentrations and egg metrics of House Sparrows (Passer domesticus) in Georgia, USA

Abstract

ABSTRACT Female birds allocate high concentrations of biologically active carotenoid pigments to their egg yolks, which help to protect developing embryos against damage from free radicals and increase the rates of nestling survival after hatching. In most avian species studied to date, carotenoids are allocated in higher concentrations to the first-laid egg and lower to the last-laid egg in the laying sequence, which has been attributed to a limitation of carotenoids in avian diets. We studied laying-sequence variation in carotenoid concentrations and egg metrics (i.e., egg mass, yolk mass, shell mass, egg length, and egg width) in 15 full clutches of House Sparrow (Passer domesticus) eggs collected from nest boxes on the main campus of Columbus State University, in Columbus, Georgia, during the breeding seasons of 2014–2018. We identified 4 yellow dietary carotenoids in House Sparrow egg yolks, β-carotene, β-cryptoxanthin, lutein, and zeaxanthin, with lutein being the most highly concentrated. We found that concentrations of most carotenoids significantly decreased from first- to last-laid eggs, but we did not find significant differences in any egg metrics across the laying sequence. To our knowledge, this research is the first to report detailed information on laying-sequence variation in yolk carotenoids in House Sparrow eggs, making our results an important contribution to the understanding of variation in the allocation of carotenoids to songbird eggs. RESUMEN (Spanish) Las hembras de las aves asignan altas concentraciones de pigmentos carotenoides biológicamente activos a las yemas de sus huevos, las cuales ayudan a proteger los embriones en desarrollo de los daños ocasionados por radicales libres e incrementan las tasas de sobrevivencia de los polluelos después de la eclosión. En la mayoría de las especies de aves que se han estudiado hasta la fecha, los carotenoides son asignados en mayores concentraciones al primer huevo de la puesta y ésta disminuye hasta el último huevo en la secuencia de la puesta, lo cual ha sido atribuido a una limitación en los carotenoides en las dietas de los pájaros. Estudiamos la variación en concentración de carotenoides y métricas de los huevos según la secuencia de puesta (i.e., masa del huevo, masa de la yema, masa del cascarón, longitud del huevo y ancho del huevo), en 15 puestas completas de huevos del gorrión doméstico (Passer domesticus) colectadas de cajas-nido en el campus principal de la Columbus State University en Columbus, Georgia, durante las temporadas reproductivas de 2014–2018. Identificamos 4 carotenoides de dieta en las yemas de los huevos del gorrión doméstico, β-caroteno, β-criptoxantina, luteína y zeaxantina, siendo la luteína la más altamente concentrada. Encontramos que las concentraciones de la mayoría de los carotenoides decrecieron significativamente del primer al último huevo de la puesta, aunque no encontramos diferencias significativas en ninguna de las métricas de los huevos a lo largo de la secuencia de puesta. De lo que sabemos, esta investigación es la primera que reporta información detallada de la variación en carotenoides según la secuencia de puesta en huevos del gorrión doméstico, lo que hace de nuestros resultados una importante contribución al entendimiento de la variación en la asignación de carotenoides en los huevos de aves canoras. Palabras clave: β-caroteno, especies invasoras, intra-puesta, luteína, yema de huevo.