Journal Article

Evaluating the efficacy of restoration plantings through DNA barcoding of frugivorous bird diets

Galimberti, A., De Mattia, F., Spinelli, S., Mezzasalma, V., Labra, M., Cortis, P., Bruno, A.

2016

Overview

Frugivores are critical components of restoration programs because they are seed dispersers. Thus, knowledge about bird-plant trophic relationships is essential in the evaluation of the efficacy of restoration processes. Traditionally, the diet of frugivores is characterized by microscopically identifying plant residues in droppings, which is time-consuming, requires botanical knowledge, and cannot be used for fragments lacking detectable morphological characteristics (e.g., fragmented seeds and skins). We examined whether DNA barcoding can be used as a universal tool to rapidly characterize the diet of a frugivorous bird, Eurasian blackcap (Sylvia atricapilla). We used the DNA barcoding results to assess restoration efforts and monitor the diversity of potentially dispersed plants in a protected area in northern Italy. We collected 642 Eurasian Blackcap droppings at the restored site during the autumn migration over 3 years. Intact seeds and fragmented plant material were analyzed at 2 plastidial barcode loci (rbcL and trnH-psbA), and the resulting plant identifications were validated by comparison with a reference molecular data set of local flora. At least 17 plant species, including 7 of the 11 newly transplanted taxa, were found. Our results demonstrate the potential for DNA barcoding to be used to monitor the effectiveness of restoration plantings and to obtain information about fruit consumption and dispersal of invasive or unexpected plant species. Such an approach provides valuable information that could be used to study local plant biodiversity and to survey its evolution over time. Los frugívoros son componentes críticos de los programas de restauración pues son dispersores de semillas. Por esto, el conocimiento sobre las relaciones tróficas entre aves y plantas es esencial para la evaluación de la eficiencia de los procesos de restauración. Tradicionalmente, la dieta de los frugívoros se caracteriza identificando con el microscopio los residuos botánicos en el excremento, lo que consume mucho tiempo, requiere de conocimientos sobre botánica y no puede aplicarse a los fragmentos que carecen de características morfológicas detectables (p. ej.: semillas y piel de fruta fragmentadas). Examinamos si el código de barras del ADN puede usarse como herramienta universal para caracterizar rápidamente la dieta de un ave frugívora, la Sylvia atricapilla. Usamos los resultados del código de barras de ADN para evaluar los esfuerzos de restauración y monitorear la diversidad de las posibles plantas dispersadas en un área protegida del norte de Italia. Recolectamos 642 excrementos de la curruca capirotada en el sitio restaurado durante la migración otoñal a lo largo de tres años. Las semillas intactas y el material botánico fragmentado fueron analizados en los loci plastidial 2 del código de barras (rbcl y trnH-psbA) y las identificaciones botánicas resultantes fueron validadas por medio de comparaciones con un conjunto de datos moleculares de flora local como referencia. Se encontraron al menos 17 especies de plantas, incluyendo a 7 de los 11 taxones recientemente trasplantados. Nuestros resultados demuestran el potencial que tiene el código de barras de ADN como herramienta de monitoreo de la efectividad de las plantaciones de restauración y como herramienta para obtener información sobre el consumo de frutas y la dispersión de especies de plantas no esperadas o invasoras. Dicha estrategia proporciona información valiosa que podría usarse para estudiar la biodiversidad botánica local y para monitorear su evolución a lo largo del tiempo.

• Publisher: Blackwell Publishing Ltd,Wiley Periodicals Inc
• Subject: Animals / autumn / Biodiversity / Bird migration / Birds / Conservation of Natural Resources / data collection / Deoxyribonucleic acid / Diet / DNA / DNA barcoding / DNA Barcoding, Taxonomic / DNA, Plant / Flora / frugivores / fruit consumption / habitat restoration / interacciones planta - frugívoro / Invasive plants / Italy / loci / plant residues / Plant species / plant-frugivore interactions / Plants / Predation / psbA / rbcL / restauración de hábitat / Seeds / Sylvia atricapilla / trnH-psbA / Trophic relationships