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The influence of oxygen fronts and mesoscale eddies on the foraging patterns and space-use of blue and mako sharks
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Abstract(s)
As populações de predadores pelágicos de topo têm vindo a decrescer drasticamente nas últimas décadas, sendo a sobrepesca considerada a principal responsável por estes declínios. As repercussões destes decréscimos são especialmente graves para as populações de tubarões, uma vez que, dado o seu lento ciclo de vida, estas espécies apresentam uma maior dificuldade em restabelecer os seus números após períodos de pesca intensiva. Além disso, dada a sua posição de topo na cadeia trófica, a remoção de tubarões dos ecossistemas gera efeitos em cascata nos níveis tróficos inferiores, tendo consequências graves e imprevisíveis para todo o ecossistema. Os tubarões azul (Prionace glauca) e anequim (Isurus oxyrinchus) são as duas espécies de tubarões pelágicos mais pescadas no Oceano Atlântico, constituindo, em conjunto, mais de 95% de todos os tubarões pelágicos capturados anualmente neste oceano e estando, respetivamente, classificadas como “quase ameaçada” e “em perigo” pelo IUCN. No entanto, continuam a existir graves problemas ao nível da regulamentação, monitorização e reporte da pesca destas duas espécies, tendo apenas no ano passado (2020) sido estabelecida uma quota máxima para a captura de tubarão azul no Oceano Atlântico, enquanto o tubarão anequim continua sem qualquer quota a restringir a sua captura.
A determinação de áreas prioritárias para a conservação de predadores pelágicos de topo é complicada pela extrema mobilidade destes animais e a consequente dificuldade em identificar zonas de agregação devido à falta de dados fiáveis, uma vez que os estudos destas espécies estão historicamente restringidos a dados inerentes às pescas, sendo, por isso, extremamente enviesados. Porém, o advento da tecnologia de telemetria de satélite tem permitido descrever novos comportamentos, bem como uma melhor compreensão da real distribuição espacial e utilização de habitat, horizontal e vertical, destes predadores. Neste sentido, estudos anteriores utilizando dados de esforço de pesca e/ou telemetria de satélite têm sugerido a atração de uma grande variedade de predadores de topo por fenómenos dinâmicos de média dimensão, tais como frentes térmicas e vórtices oceânicos, que estará relacionada com movimentos de procura de alimento.
Neste estudo, os movimentos de procura de alimento de 34 tubarões azuis e 24 tubarões anequins foram analisados relativamente à presença de frentes de oxigénio dissolvido (OD), que até agora não tinham sido consideradas na literatura. Para tal, estes tubarões foram capturados em 5 localizações diferentes do Oceano Atlântico Norte (Açores, Cabo Verde, ao largo de Nova Iorque e a sudoeste de Portugal e Inglaterra) e marcados com transmissores de satélite SPOT, que são fixados à barabatana dorsal e permitem seguir os seus movimentos horizontais com elevada precisão. Todas as variáveis ambientais foram extraídas da plataforma CMEMS’s (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) Ocean Products, que disponibiliza dados oceanográficos diários e mensais recolhidos através de uma combinação de medições de satélites e de boias à superfície e a meia água. Para identificar a presença de frentes, foram calculados os gradientes máximos de OD (e temperatura) entre células adjacentes.
Os resultados aqui apresentados sugerem que frentes de OD podem representar extensas zonas de alimentação para estas duas espécies, sendo esta relação particularmente evidente para os tubarões azuis. Dois tipos de frentes de OD foram identificadas como atrativas para estas espécies: frentes conjuntas de temperatura e OD, forte, persistente e verticalmente estruturadas, onde a grande produtividade existente cria importantes áreas de alimentação que, por sua vez, atraem predadores de níveis tróficos subsequentemente mais elevados; e frentes exclusivas de OD, associadas a zonas hipóxicas, onde a compressão de presas nas águas superficiais, mais oxigenadas, da coluna de água aumenta a probabilidade de encontro entre predador e presa. No entanto, apesar de ambas as espécies terem revelado afinidade para com estes fenómenos, diferenças importantes foram constatadas. Os tubarões azuis demonstraram uma maior relação com as frentes de OD que os tubarões anequins, enquanto o contrário se verificou em relação às frentes de temperatura, resultados que se coadunam com as diferentes estratégias metabólicas apresentadas pelas duas espécies. Presumivelmente, dada a menor taxa metabólica associada a uma estratégia ectotérmica, os tubarões azuis terão uma maior tolerância a diminuições momentâneas de oxigénio, explorando, por isso, zonas de frentes exclusivas de OD quando possível, tal como acontece nas zonas de oxigénio mínimo (ZOMs). Por outro lado, os tubarões anequins, dada a sua capacidade em manter uma temperatura corporal mais ou menos constante – endotermia - combinada com uma maior necessidade de oxigénio, tenderão a favorecer zonas de fortes gradientes térmicos.
Este estudo reforça ainda a importância dos vórtices oceânicos para a alimentação de predadores pelágicos em águas oligotróficas, tendo os tubarões anequins revelado uma clara preferência por vórtices ciclónicos (VCs). Por outro lado, os tubarões azuis demonstraram uma utilização mais equilibrada de VCs e vórtices anticiclónicos (VACs), corroborando parcialmente estudos anteriores que sugerem uma relação entre procura de alimento por parte de predadores de topo e VACs, apesar de estes, há muito, serem considerados apenas como “desertos biológicos”.
Os resultados aqui apresentados sugerem que a integração de frentes de OD em modelos utilizados para identificação e gestão de áreas prioritárias de conservação destas duas espécies poderá melhorar significativamente os seus resultados. Além disso, a adoção de medidas de gestão de stocks em tempo real, de acordo com a informação inferida destes modelos, tal como é feito, na Austrália, com o Atum Rabilho do Sul (Thunnus maccoyii), uma espécie ameaçada e com uma quota limite estabelecida, poderá melhorar significativamente a gestão e conservação destas espécies, sendo o mesmo, possivelmente, aplicável ao caso de outros predadores pelágicos de topo.
Finalmente, este estudo realça a importância da telemetria de satélite para a aquisição de informação relativa aos padrões ecológicos de movimentação a larga escala de grandes predadores marinhos. Acresce que a análise destes movimentos em conjunto com dados oceanográficos permite inferir com maior confiança quanto à importância de determinadas áreas e fenómenos para estas e outras espécies, possibilitando assim, decisões mais informadas no que respeita à gestão de stocks e proteção de habitats de extrema importância ecológica e económica. Pois apenas melhorando o conhecimento que temos sobre os hábitos destas espécies podemos almejar impedir uma total perda da biodiversidade e uma completa disrupção dos ecossistemas marinhos.
Pelagic top predator populations worldwide have suffered sharp decreases in abundance over the last decades, with overfishing being the main cause of such declines. Blue (Prionace glauca) and mako sharks (Isurus oxyrinchus) are the two most caught pelagic shark species in the Atlantic Ocean, being classified, respectively, as “near-threatened” and “endangered” by the IUCN red list. However, their catches remain highly unregulated, unmonitored, and unreported. Identification of priority areas for pelagic top predators’ conservation is hampered by the high mobility of these animals and the consequent difficulty in determining aggregation areas, yet mesoscale dynamic features such as thermal fronts and eddies have been suggested to attract a variety of large apex predators while foraging. In this study, the foraging movements of 34 blue and 24 mako sharks, satellite-tagged across 5 different locations in the North Atlantic Ocean, were analysed in relation to dissolved oxygen (DO) fronts, which until now had not been considered. The results presented here suggest that DO fronts might represent extensive foraging areas for these two species, but particularly for blue sharks. Two different DO front types were noticed to attract these species: strong, persistent, and vertically structured thermal-oxygen fronts, where high productivity creates important foraging opportunities; and oxygen-only fronts associated with hypoxic areas where the compression of prey in the more oxygenated surface waters results in higher predator-prey encounters. This study also reinforces the importance of eddies for pelagic predators foraging in oligotrophic waters. In addition, mako sharks revealed a clear preference for cyclonic eddies (CEs) while blue sharks showed a more balanced usage of CEs and anticyclonic eddies. These results strongly suggest the integration of DO fronts in conservation and management modelling, as they can substantially improve the identification of priority conservation areas for these two sharks and, possibly, many other pelagic top predators.
Pelagic top predator populations worldwide have suffered sharp decreases in abundance over the last decades, with overfishing being the main cause of such declines. Blue (Prionace glauca) and mako sharks (Isurus oxyrinchus) are the two most caught pelagic shark species in the Atlantic Ocean, being classified, respectively, as “near-threatened” and “endangered” by the IUCN red list. However, their catches remain highly unregulated, unmonitored, and unreported. Identification of priority areas for pelagic top predators’ conservation is hampered by the high mobility of these animals and the consequent difficulty in determining aggregation areas, yet mesoscale dynamic features such as thermal fronts and eddies have been suggested to attract a variety of large apex predators while foraging. In this study, the foraging movements of 34 blue and 24 mako sharks, satellite-tagged across 5 different locations in the North Atlantic Ocean, were analysed in relation to dissolved oxygen (DO) fronts, which until now had not been considered. The results presented here suggest that DO fronts might represent extensive foraging areas for these two species, but particularly for blue sharks. Two different DO front types were noticed to attract these species: strong, persistent, and vertically structured thermal-oxygen fronts, where high productivity creates important foraging opportunities; and oxygen-only fronts associated with hypoxic areas where the compression of prey in the more oxygenated surface waters results in higher predator-prey encounters. This study also reinforces the importance of eddies for pelagic predators foraging in oligotrophic waters. In addition, mako sharks revealed a clear preference for cyclonic eddies (CEs) while blue sharks showed a more balanced usage of CEs and anticyclonic eddies. These results strongly suggest the integration of DO fronts in conservation and management modelling, as they can substantially improve the identification of priority conservation areas for these two sharks and, possibly, many other pelagic top predators.
Description
Keywords
Animal telemetry Marine predators Foraging Do fronts Eddies Conservation