Reproductive and behavioral effects of two brominated flame retardants in captive american kestrels (Falco sparverius)

II Brominated flame retardants (BFRs) are persistent organic pollutants that have reached a global distribution in the environment. Many of the BFRs are lipophilic and bioaccumulative, and consequently several of them have been found in wildlife tissue with some of the highest levels recorded in several raptor species. The overall aim of this study was to determine the effects of exposure to environmentally relevant levels of the two most prominent BFRs, polybrominated diphenyl ethers (PBDEs: DE-71 mixture) or hexabromocyclododecane (HBCD) on the reproductive success, behaviour and physiology of captive American kestrels. In 2007, males exposed in ovo to DE-71 at three mean egg exposure concentrations of 289 ng/g ww for the low-exposure males, 1131 ng/g ww for the high-exposure males, or background levels of 3 ng/g ww for controls, were paired with unexposed females, and euthanized in the following year for testes extraction. In 2008, kestrel pairs were exposed via diet to technical HBCD (0.32 µg/µl wet weight (ww) daily) or the vehicle only for controls; testis mass and histology was examined in an additional group of males exposed to the same concentrations for three weeks. Pairs with males exposed in ovo to DE-71 demonstrated decreased clutch size, and egg mass, reduced fertility, and delayed timing of egg-laying when compared to controls. Both members of these pairs displayed reduced courtship behavior, including copulation frequency, and males demonstrated reduced parental behavior compared to controls. The testes of males exposed in ovo to DE-71 were enlarged and contained more seminiferous tubules with lumen, though the number of tubules containing final spermatids decreased with increasing in ovo exposure to some PBDE congeners. Additionally, testosterone levels were reduced during breeding in these males. Pairs exposed to HBCD via diet laid their clutches earlier and their average clutch size of eggs was larger, however no associated increase in reproductive success was noted. Though eggshell thickness was unaffected, HBCD-exposed females produced lighter and smaller eggs. Both members of HBCD-exposed pairs showed reduced courtship behavior and males additionally demonstrated reduced parental care. Males exposed to HBCD had elevated testosterone levels, reduced circulating thyroxin (T4) and increased body mass at certain time-points throughout the breeding season. Unpaired males had larger testes than controls with more seminiferous tubules containing final spermatids. The results presented herein demonstrate that both of these BFRs affect reproduction in American kestrels. Since exposure levels in the present study were environmentally relevant, wild birds receiving similar exposure may experience comparable effects.IV Les ignifugeants bromés sont des polluants organiques tenaces, répandus globalement dans l'environnement. Lipophiles et bioaccumulatifs, on les retrouve dans les tissus animaux, dont ceux des rapaces qui possèdent parmi les concentrations les plus élevées. Cette étude avait comme objectif global de déterminer les effets sur la reproduction, le comportement et la physiologie de crécerelles d'Amérique (Falco sparverius) captives exposées à deux ignifugeants brominés d'importance, soit les polybromodiphényléther (PBDE : mélange DE-71) et l'hexabromocyclodécane (HBCD), à des concentrations représentatives des niveaux environnementaux. En 2007, trois groupes de mâles exposés in ovo à des concentrations moyennes (± l'erreur-type) de DE- 71 respectives de 288,60 ± 33,35 ng/g mh (faible exposition), de 1130,59 ± 95,34 ng/g mh (forte exposition) et de 3,01 ± 0,46 ng/g mh (contrôle), ont été accouplés avec des femelles non-exposées, et euthanasiés l'année suivante pour en extraire les testicules. En 2008, des couples furent exposés au HBCD dans leur alimentation quotidienne, soit à une concentration de 0.544 µg/µl mh ou à un niveau-contrôle. De plus, la masse et l'histologie testiculaires de mâles non-accouplés exposés pendant trois semaines à ces mêmes concentrations respectives furent analysées. Comparés aux couples-contrôle, les couples avec mâles exposés au DE-71 ont subi une réduction dans la grandeur de leurs couvées et dans la masse et la fertilité de leurs œufs, ainsi qu'un délai dans leur ponte. Chacun des membres de ces couples démontra une diminution des comportements nuptiaux, dont la fréquence de copulation, et les mâles ont fait preuve de soins parentaux réduits. Ces derniers avaient également des testicules hypertrophiés contenant un plus grand nombre de tubules séminifères pourvus de lumen, cependant le nombre de tubules contenant des spermatides finales décrut en fonction de la croissance du niveau d'exposition à certains congénères PBDE. De leur part, les couples exposés au HBCD ont connu des pontes précoces comportant un plus grand nombre moyen d'œufs que les couples-contrôle, par contre leur succès reproductif global demeura inchangé. Bien que l'épaisseur des coquilles ne fut pas affectée, leurs œufs étaient anormalement petits et légers. Encore une fois, chacun des membres de ces couples démontra une baisse dans les comportements nuptiaux et l'apport de soins parentaux fut réduit chez les mâles. Ces derniers présentèrent également à certains moments des niveaux de testostérone et des masses corporelles supérieurs ainsi que des niveaux de thyroxine (T4) inférieurs aux mâles-contrôle, et les mâles non-accouplés développèrent de plus gros testicules avec plus grand nombre de tubules séminifères contenant des spermatides finales. L'ensemble de ces résultats démontre que les deux ignifugeants bromés en question, à leurs niveaux environnementaux, agissent effectivement sur la reproduction chez les crécerelles d'Amérique. Il est donc admissible de supposer que les crécerelles à l'état sauvage, voire même autres oiseaux, éprouvent des impacts comparables