INDIVIDUAL, TEMPORAL, AND SEASONAL VARIATION IN SPERM CONCENTRATION IN TREE SWALLOWS

Abstract We determined sperm concentrations in Tree Swallows (Tachycineta bicolor) by manually expressing semen samples from males during prelaying, egg-laying, incubation, and nestling periods. Sperm concentrations varied by orders of magnitude (0–109 sperm mL−1) among males. Sperm concentrations were highest during the incubation period and lowest during the prelaying period. None of the samples collected during the prelaying, egg-laying, and incubation periods were devoid of sperm. In contrast, 45% of samples collected during the nestling period lacked sperm. Sperm concentrations (1) did not vary over the course of the morning during prelaying, egg-laying, and incubation periods but significantly increased during the nestling period; (2) did not vary with the date that samples were collected during prelaying, egg laying, and incubation but significantly decreased with date during the nestling period; and (3) did not vary with the number of fertile females at the study site during any part of the breeding season. We hypothesize that the variations in sperm concentration arose from a combination of factors including intrinsic differences among males, daily patterns of sperm depletion associated with copulation, and an end-of-season decline in sperm production. If males vary in sperm availability then female Tree Swallows may benefit from pursuing extra-pair copulations as fertility insurance. Variación Individual, Temporal y Estacional en la Concentración de Esperma en Tachycineta bicolor Resumen. Determinamos la concentración de esperma en Tachycineta bicolor tomando manualmente muestras de semen de machos durante los periodos de pre-puesta, puesta de huevos, incubación y con pichones. La concentración de esperma varió en órdenes de magnitud (0–109 esperma por mL) entre machos. Las concentraciones de esperma fueron mayores durante el periodo de incubación y menores durante el periodo de pre-puesta. Todas las muestras colectadas durante los periodos de pre-puesta, puesta e incubación contuvieron esperma. En contraste, el 45% de las muestras colectadas durante el período con pichones no contuvieron esperma. Las concentraciones de esperma (1) no variaron durante el curso de la mañana en los periodos de pre-puesta, puesta e incubación, pero aumentaron significativamente durante el periodo con pichones; (2) no variaron con la fecha en la que las muestras fueron colectadas durante los periodos de pre-puesta, puesta e incubación, pero disminuyeron significativamente con la fecha durante el periodo con pichones; y (3) no variaron durante toda la estación reproductiva con el número de hembras fértiles en el sitio de estudio. Hipotetizamos que esta variación en la concentración de esperma se originó de una combinación de factores incluyendo diferencias intrínsecas entre machos, patrones diarios de vaciamiento de esperma asociados con la cópula, y una disminución al final de la estación en la producción de esperma. Si los machos varían en la disponibilidad de esperma, entonces las hembras de T. bicolor se beneficiarían de obtener copulaciones extra-pareja para asegurar la fertilidad.