The diet of great tit nestlings: Comparing observation records and stable isotope analyses

•There is a lack of direct comparisons of diet observations and stable isotopes data.•δ15N of nestling feathers was a good predictor of the trophic level delivered by parents.•δ13C was a good predictor of the habitat or location where the nestlings were raised.•Estimations based on mixing models were not very accurate in this highly variable system.•SIA can be used to determine the relative intake of prey from different trophic levels.

The diet of wild animals has been studied using many different strategies, approaches and methods in recent decades. In this regard, stable isotopes analysis (SIA) is becoming a widespread tool, but no study has yet, to our knowledge, compared diet estimations from SIA with direct observations of the diet of passerine nestlings. Accordingly, our aim was to test the predictive power of SIA for this purpose and identify potential confounding factors such as habitat effects. To do this, we compared isotopic signatures of δ13C and δ15N in the feathers of great tit (Parus major) nestlings, and the corresponding estimates of their diet based on stable isotope mixing models, with prey proportions delivered by their parents obtained through video-recordings. Between-nest differences in isotopic signatures of δ15N were larger than within-nest differences. We found that δ15N signatures of nestling feathers correlated positively with the proportion of spiders and negatively with the proportion of caterpillars in the nestlings' diet, the most important prey types. On the other hand, between-nest and within-nest differences in δ13C ratios were of similar magnitude and δ13C ratios correlated mainly with the proportion of trees surrounding nest-boxes that were Quercus spp. Estimates of diet composition based on mixing models correlated with the observed nestling diet, yet effect sizes were quite low. Although mixing models are commonly used to ascertain diets, our data show that they can provide valuable information on the relative intake of prey types from different trophic levels; but when complex dietary patterns are recorded (e.g. due to the confounding effects of habitat and/or temporal variation) it can be difficult to draw firm conclusions about diet composition.

ZusammenfassungDie Nahrung von Wildtieren wurde in den letzten Dekaden mit vielfältigen Strategien und Methoden untersucht. Die Analyse von stabilen Isotopen (SI) wird immer häufiger angewandt, aber bis jetzt hat noch keine Untersuchung −soweit uns bekannt- SI-Analysen mit direkten Beobachtungen der Nahrung von Singvogelnestlingen verglichen. Unser Ziel war es, die Vorhersagefähigkeit von SI-Analysen zu prüfen und das Potential von Störfaktoren (z.B. Habitateffekte) zu bestimmen.Wir verglichen die δ13C- und δ15N-Signaturen in den Federn von Nestlingen der Kohlmeise (Parus major) und die entsprechenden mit Isoptop-Mischungsmodellen geschätzte Zusammensetzung ihrer Nahrung mit den Anteilen der Beutearten, die von den Eltern verfüttert wurden (Auswertung von Videoaufzeichnungen).Die Unterschiede bei den δ15N-Signaturen waren zwischen den Nestern größer als innerhalb der Nester. Die δ15N-Signaturen der Nestlingfedern korrelierten positiv mit dem Anteil der Spinnen und negativ mit dem der Raupen in der verfütterten Nahrung. Spinnen und Raupen waren die wichtigsten Beutearten. Andererseits waren die Unterschiede hinsichtlich der δ13C-Verhältnisse zwischen und innerhalb der Nester von gleicher Größenordnung, und die δ13C-Signaturen korrelierten hauptsächlich mit dem Anteil der Eichenbäume (Quercus spp.) in der näheren Umgebung der Nistkästen. Die mit dem Mischungsmodell geschätzte Zusammensetzung der Nahrung korrelierte mit der beobachteten Zusammensetzung, aber die Effektstärke war recht gering. Obwohl Mischungsmodelle weithin genutzt werden, um Diäten zu bestimmen, zeigen unsere Daten, dass sie wertvolle Informationen zur relativen Aufnahme von Beutearten aus unterschiedlichen trophischen Ebenen liefern können. Wenn aber komplexe Nahrungsmusteer festgestellt werden (z.B. durch störende Einflüsse von Habitat und/oder zeitlicher Variation), kann es schwierig werden, sichere Schlüsse hinsichtlich der Nahrungszusammensetzung zu ziehen.

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