Variability in the growth patterns of the cornified claw sheath among vertebrates: implications for using biogeochemistry to study animal movement

We review the role of biogeochemical signatures, such as stable isotopes and trace elements, in the cornified claw tissue as a means of studying movement and foraging behaviour of vertebrates because this approach is noninvasive and can capture contemporary and historic signatures. Because biogeochemical techniques are still relatively new in studies of animal movement, we are only beginning to understand how the growth patterns of the cornified claw sheath may affect our ability to interpret the biogeochemical signals in these tissues. To move towards resolving this, we review the morphology of the epidermal cornified claw sheath in several taxa that illustrate substantial variation in growth patterns both between taxa and between individual distinct claw regions. For instance, in mammalian claws, deposition of keratinizing cells from the epidermis is nonlinear because the claw tip is composed of old and new cornified epidermal cells, whereas the cornified blade horn covering the claw's lateral walls is deposited continuously and without assortment, providing unbroken time-series data. We also consider patterns of growth in mammalian hooves, as well as reptilian, avian, and amphibian cornified claw sheaths, and address the need for expanded research in this field. We conclude this synthesis by describing a noninvasive technique for monitoring growth rates in a model mammal, the American badger {Taxidea taxus (Schreber, 1777)), and provide guidelines for future sampling of claw keratin, which will improve our ability to back-calculate the time of biogeochemical integration into this tissue. Nous faisons une revue du role des signatures biogeochimiques, telles que les isotopes stables et les elements en traces, dans le tissu corne des griffes comme moyens d'etudier les deplacements et le comportement alimentaire chez les vertebres, puisqu'il s'agit d'une methodologie non invasive qui peut retenir des signatures actuelles et passees. Puisque les techniques biogeochimiques sont d'usage relativement recent dans les etudes des deplacements animaux, nous commencons tout juste a comprendre comment les patrons de croissance de l'etui corne des griffes peuvent affecter notre capacite a interpreter les signaux biogeochimiques dans ces tissus. Pour faire du progres dans ce domaine, nous passons en revue la morphologie de l'etui corne epidermique de la griffe chez divers taxons, ce qui revele une importante variation dans les patrons de croissance, tant entre les taxons qu'entre les differentes regions distinctes de la griffe. Par exemple, dans les griffes de mammiferes, la deposition des cellules keratinisantes par l'epiderme ne se fait pas de facon lineaire parce que la pointe de la griffe est composee de cellules epidermiques cornees anciennes et recentes, alors que la lame cornee qui couvre les parois laterales de la griffe est deposee de maniere continue et sans assortiment, ce qui fournit une serie chronologique continue. Nous examinons aussi les patrons de croissance des sabots de mammiferes et des etuis cornes des griffes de reptiles, d'oiseaux et d'amphibiens. Nous terminons notre synthese en decrivant une technique non invasive pour suivre les taux de croissance chez un mammifere modele, le blaireau d'Amerique (Taxhka taxus (Schreber, 1777)), et fournissant des regles pour l'echantillonnage futur de la keratine des griffes, qui permettront d'ameliorer notre capacite de retrocalculer le moment de l'integration biogeochimique dans ce tissu. [Traduit par la Redaction]
Introduction Understanding movement and foraging behaviour of animals on a daily, seasonal, or annual basis is fundamental to ecological, evolutionary, and conservation studies. Until recently, studying animal movement required trapping [...]