Energy metabolism and body temperature in the Griffon Vulture (Gyps fulvus) with comparative data on the Hooded Vulture (Necrosyrtes monachus) and the White-backed Vulture (Gyps africanus)

Summary

The diurnal cycle of metabolic rate (MR, J/g·h, based on V_O2 and V_CO2) was measured in 14 Griffon Vultures (Gyps fulvus), two Hooded Vultures (Necrosyrtes monachus) and one White-backed Vulture (Gyps africanus) at different ambient temperatures (−7 to +34°C). In (so far) three Griffon Vultures the heart rate (HR) and body temperature (Tb) were measured by telemetry, simultaneously with MR. The three vulture species show very similar physiological mechanisms. In all cases measured MR is significantly below allometrically expected values (G. fulvus −46 %,N. monachus −24 %,G. africanus −6 %). Fasting for 4 days results in an additional MR reduction of up to 27–35 %. There is a very small change of MR with ambient temperature (Ta). Therefore no obvious thermoneutral zone was observed in the broad Ta-range tested (see above). Ta-independent MR is the largest yet measured in birds. Thermal conductance (TC-wet) lies dramatically below expected values (−21.5 to −53.7 %), and is extensively used to control heat loss. All these special MR-strategies save energy expenditure. Tb of resting griffons shows a clear sinusoidal diurnal rhythm. The average Tb during the night has a mean value of 37.7 ± 0.49 °C; the mean day-time value is 38.9±0.25 °C; the total average is 1.3/1.1 °C below expected values for Falconiformes, an effect significantly reducing energy expenditure. At Ta higher than about 25–30 °C, Tb increases significantly with increasing Ta, whereas MR does not vary significantly. Thus, the MR-independent variation of Tb may function as an additional and very effective mechanism for saving energy.

Zusammenfassung

Der Tagesgang der Stoffwechselrate (MR, in J/g·h, basierend auf dem Sauerstoff-Verbrauch V_O2 und der Kohlendioxid-Abgabe V_CO2) wurde bei 14 Gänsegeiern (Gyps fulvus), zwei Kappengeiern (Necrosyrtes monachus) und einem Weißrücken-Geier (Gyps africanus) bei verschiedenen Umgebungstemperaturen (−7 bis +34 °C) bestimmt. Bei drei Gänsegeiern wurde über mehrere Wochen zusätzlich die Herzschlagrate (HR) und die Korpertemperatur (Tb) über Telemetrie simultan zur MR gemessen.

Die drei Geierarten zeigen untereinander sehr ahnliche physiologische Regelmechanismen von Körpertemperatur und Energieumsatz. Bei alien liegt die gemessene MR significant unter den allometrischen Erwartungswerten (G. fulvus −46 %,N. monachus −24 %,G. africanus −6 %). Schon viertägiges Fasten führt zu einer zusätzlichen Stoffwechselreduktion von 27–35 %. Die Stoffwechselrate zeigt nur eine sehr geringe Abhängigkeit zur Umgebungstemperatur (Ta). Deshalb konnte im getesteten, weiten Ta-Bereich keine augenfällige Thermoneutralzone bestimmt werden. Die Ta-unabhangige Stoffwechselrate ist auch die größte, die jemals bei Vöbgeln bestimmt worden ist. Die Wärmedurchgangszahl (TC-wet) liegt betrachtlich unter den Erwartungswerten (−21.5 bis −53.7%) und wird intensiv zur Kontrolle des Warmedurchganges (insbesondere des Waimeverlustes) regulatorisch eingesetzt. All diese speziellen Stoffwechselstrategien dienen letztendlich der Einsparung von Energie.

Die Körpertemperatur von ruhenden Gänsegeiern zeigt eine klare, sinusf örmige Tagesperiodik. Die durchschnittliche Nacht-Tb hat einen mittleren Wert von 37.7±0.49 °C; der mittlere Tageswert liegt bei 38.9±0.25 °C; der mittlere Durchschnittswert liegt 1.3 (Nacht) bzw. 1.1 °C (Tag) unter den Erwartungswerten von Vertretem der Ordnung Falconiformes. Auch diese Eigenschaft reduziert den Energieverbrauch significant. Bei Umgebungstemperatur über 25–30 °C steigt die Körpertemperatur mit steigender Ta significant an, ohne dass sich die Stoffwechselrate signifikant ändert. Diese Stoffwechsel-unabhangige Änderung der Körpertemperatur kann als zusatzlicher und sehr effektiver Mechanismus zur Einsparung von Energie eingesetzt werden.