Can wheatears weather the Atlantic? Modeling non-stop trans-Atlantic flights of a small migratory songbird

Oceans represent extreme ecological barriers for land birds. Yet the Northern Wheatear (Oenanthe oenanthe leucorhoa), a 25-g songbird, negotiates the North Atlantic Ocean twice yearly between Canadian natal and sub-Saharan wintering grounds. Each autumn, these migrants appear to have 2 options: (1) a detour via Greenland, Iceland, and/or Europe to reduce the extent of open-ocean flights or (2) an astonishing nonstop flight of 4,000–5,000 km without resting opportunities between eastern Canada and northwestern Africa. We assessed the feasibility and reliability of nonstop trans-Atlantic migration of Northern Wheatears from Canada to Africa using an individual-based model incorporating flight costs and autumnal wind data from 1979 to 2011. Prevalent wind conditions were supportive of nonstop migration, especially at high altitudes and when winds at departure were favorable. For modeled individuals with high fuel loads, flying at altitudes of ∼3,000 m, successful nonstop trans-Atlantic flights reached Africa on 62% of departure days. On 24% of unsuccessful departure days, individuals could have first stopped in Europe before continuing to Africa. Durations of successful flights varied between 31 and 68 hr, with significantly shorter flights after mid-September. It remains unclear whether natural selection might favor nonstop ocean crossings by O. o. leucorhoa between North America and Africa, but we conclude that reliably supportive winds en route and potentially huge time savings render it a feasible migration strategy.
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Les océans représentent des barrières écologiques extrêmes pour les oiseaux terrestres. Pourtant, Oenanthe oenanthe leucorhoa, un oiseau chanteur de 25 g, traverse l'océan Atlantique Nord deux fois par année entre son aire natale canadienne et son quartier d'hivernage subsaharien. Chaque automne, ces migrants semblent avoir 2 options: (1) un détour via le Groenland, l'Islande ou l'Europe pour réduire l'ampleur des vols au-dessus de l'océan ou (2) un étonnant vol sans escale de 4,000–5,000 km sans possibilité de se reposer entre l'est du Canada et le nord-ouest de l'Afrique. Nous avons évalué la faisabilité et la fiabilité de la migration transatlantique sans escale d'O. o. leucorhoa du Canada vers l'Afrique en utilisant un modèle basé sur l'individu qui incorpore les coûts du vol et des données de vent de 1979 à 2011. Les conditions de vent dominants favorisaient la migration sans escale, particulièrement à de hautes altitudes et lorsque les vents étaient favorables au moment du départ. Pour les individus modélisés ayant une charge calorique élevée et volant à des altitudes de ∼3,000 m, les vols transatlantiques sans escale ont atteint l'Afrique lors de 62% des jours de départ. Lors de 24% des jours de départ non réussis, les individus ont possiblement arrêté en Europe avant de continuer vers l'Afrique. La durée des vols réussis a varié entre 31 et 68 h, avec des vols significativement plus courts aprés la mi-septembre. Il n'est pas clair si la sélection naturelle peut favoriser les traversées océaniques sans escale entre l'Amérique du Nord et l'Afrique par O. o. leucorhoa, mais nous concluons que les vents favorables fiables lors de la traversée et possiblement une grande économie de temps en font une stratégie de migration possible.