Publication
Blue whale body condition from photographs taken over a 14- year period in the NE Pacific: annual variation and connection to measures of ocean productivity
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Andrade, José Pedro | |
| dc.contributor.author | Wachtendonk, Rachel | |
| dc.date.accessioned | 2023-07-04T10:20:39Z | |
| dc.date.available | 2023-07-04T10:20:39Z | |
| dc.date.issued | 2021-11-11 | |
| dc.description.abstract | Large marine mammals can serve as an indicator of the overall state of the environment due to their long lifespan and position in marine food webs. Reductions in prey, driven by changes in environmental conditions can have resounding impacts on the trophic system as a whole, which can manifest in reduced fat stores that are visible on whales. Poor health can lead to reduced survivorship and fitness, both of which can be detrimental to recovering populations. A non-invasive technique using digital photographs of blue whales taken in the NE Pacific from 2005-2018 (n=3,660) scored the overall body condition based on visible vertebrae and body shape. The data was analyzed to determine if there were patterns in the health of whales across years and whether overall poor health was related to oceanographic conditions and predictors of prey abundance. Overall, known females with calves had significantly poorer body conditions and calves had significantly better body conditions in comparison to the general population (Chi-Square, p<2.2e-16). Year was a highly significant factor in body condition (Chi-Square, p<0.001). The only two years where >50% of animals had poor body condition were 2015 and 2017 (no other year was above 45%). The 2015 maximum proportion of whales in poor body condition coincide with the marine heat wave that affected the NE Pacific 2014-16 and impacted other whale populations. We modeled the impact of various environmental indices on blue whale body condition and found the yearly average Pacific Decadal Oscillation value and yearly average Bakun Upwelling Index both influence body condition scores due to their role in promoting primary productivity and prey availability for these whales. This study indicates our scoring method effectively evaluated blue whale health and how they respond to a changing ocean. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Considerando a sua longevidade e a posição que ocupam nas teias tróficas marinhas, os mamíferos marinhos de grande porte podem constituir indicadores sobre o estado geral dos ecossistemas marinhos. A redução na disponibilidade de presas, determinadas por modificações ambientais pode determinar impactos consideráveis no sistema trófico global e que se podem manifestar através da redução da acumulação de gordura que é visível nas baleias. Este aspecto pode ter consequências directas na redução da condição física e na sobrevivência e que, por seu lado, interferem com a capacidade de recuperação das populações. Muitas espécies de cetáceos estão ainda numa fase de recuperação da actividade de pesca baleeira, incluído a baleia-azul (Balaenoptera musculus), que foi capturada quase até à extinção, antes de terem sido implementadas as medidas de protecção. A baleia-azul é o maior animal do planeta e, como tal, apresenta elevados requisitos alimentares. Esta espécie alimenta-se exclusivamente em eufausiáceos (krill) e precisa de consumir até cerca de duas toneladas deste alimento por dia recorrendo frequentemente, durante a época de alimentação, a manobras acrobáticas e exigentes do ponto de vista energético e que permitem manter a massa corporal durante o período restante do ano. Devido à sua dieta extremamente limitada, a baleia-azul está extremamente dependente dos factores ambientais que determinam a abundância e concentração do krill. O manancial de baleia-azul do oceano Pacífico Nordeste, que habita no sistema de correntes da Califórnia, parece ter recuperado até níveis de abundância pré-era da pesca baleeira. Contudo, durante a última década, este ecossistema foi alvo de vários acontecimentos climáticos extremos que tiveram um impacto directo sobre a condição das baleias-azuis que aí ocorrem. Os objectivos deste trabalho foram os seguintes: (1) determinar se a foto-identificação pode ser utilizada para avaliar a condição corporal e (2) determinar quais os factores que influenciam a condição corporal no ecossistema influenciado pela Corrente da Califórnia Neste sentido, foi desenvolvida uma técnica não-invasiva que recorre a fotografia digital de 3660 baleias-azuis e que foram obtidas no Pacífico Nordeste entre 2005 e 2018, tendo sido avaliada a condição corporal geral baseada na observação das vértebras visíveis e na forma do corpo. As imagens foram classificadas de acordo com uma escala de 0 a 3, onde 0 indica a melhor condição corporal e 3 a mais deficiente. A informação foi analisada para avaliar a eventual existência de padrões no estado geral das baleias-azuis ao longo do tempo e quais as variações inter-anuais nas classes reprodutivas. Foi desenvolvido um modelo cumulativo misto para averiguar se a condição corporal está relacionada com condições oceanográficas e preditores de abundância de presas. A quantidade de gordura acumulada nos flancos laterais variou e esta região apresentou a vantagem de permitir focar o alvo das imagens de foto-identificação, permitindo incluir a informação histórica na análise efectuada. De um modo geral, as fêmeas com crias apresentaram uma condição significativamente mais baixa enquanto que as crias apresentaram uma condição mais elevada, quando comparados com a população em geral (Qui-quadrado, p<2.2e-16). A condição mais baixa em fêmeas que alimentam crias está bem documentada o que resulta dos requisitos energéticos elevados da amamentação, que utiliza entre 29-41% da energia obtida durante a época de alimentação. As crias apresentaram consistentemente uma boa condição, tendo 76% consideradas saudáveis (nível 0), independentemente de algumas variações terem sido observadas nos outros grupos. Este resultado pode ter sido determinado pela relação entre a condição e o sucesso reprodutivo observado em outras espécies. Se uma fêmea não tem a capacidade para suportar energeticamente uma cria, poderá abortá-la in utero de modo a maximizar a probabilidade de sobrevivência. Isto indica que condições limitadas na alimentação pode determinar uma diminuição na fertilidade, aspecto particularmente relevante em espécies ameaçadas. Um ano com condições de alimentação deficientes ou limitadas pode influenciar mais do que apenas a taxa de gravidez nesse ano, já que uma condição física deteriorada pode ter um impacto negativo em épocas reprodutivas dos anos seguintes. Se as condições de alimentação forem deficientes em anos consecutivos, como pode acontecer em resultado de ondas de calor, a recuperação de populações ameaçadas em termos de longo-prazo pode estar comprometida. A variável ano foi igualmente um factor com influência significativa na condição (Qui-quadrado, p<0.001). A proporção geral de animais apresentado uma condição deficiente (níveis 2 e 3) foi de 33%, tendo variado entre 18%, em 2008 e 55%, em 2015. Apenas em 2015 e 2017 menos de 50% dos animais apresentaram uma condição baixo. O valor mais baixo da proporção de baleias com condição baixa obtido em 2015 coincidiu com uma onda de calor que afectou o oceano Pacífico Nordeste entre 2014 e 2016 e que demonstrou o seu impacto sobre as baleias-azuis. Esta onda de calor teve um impacto directo sobre a temperatura da água do mar com um aumento superior a 3°C com um máximo de 6.2°C registado ao largo da Califórnia do Sul. Este tipo de ondas de calor determinam uma diminuição na produtividade primária marinha e que pode perturbar a organização dos níveis mais baixos da teia trófica marinha que incluem os eufausiáceos, a principal fonte de alimento das baleias-azuis. Foi modelado a relação entre diversos índices ambientais poderão desencadear e a condição da baleia-azul e desenvolvido um modelo incorporando a proporção entre as imagens, o valor médio anual da oscilação da década no Pacífico (Pacific Decadal Oscilation, PDO), a média anual do índice de ressurgimento (upwelling) de Bakun (BUI) e a inter-acção entre a classe reprodutiva e um intervalo de dois anos da onda de calor, que explicou cerca de 75% da variabilidade dos dados. Ambos os índices mambientais desempenha um papel importante ao promover a produtividade primária e a disponibilidade das presas da baleia-azul. A PDO é o factor determinante da temperatura das águas superficiais indicando os valores mais reduzidos uma menor temperatura e, inversamente, os valores mais elevados uma temperatura mais alta. O ressurgimento sazonal, medido através do índice BUI determina a elevação para a superfície das camadas de água mais profundas e mais ricas em nutrientes o que tem um efeito directo no aumento da produtividade primária e secundária das águas superficiais o que determina o aumento do número de baleias-azuis decorrente deste fenómeno oceanográfico e que para aqui se deslocam para a estação de alimentação. De um modo geral, valores mais elevados de PDO coincidiram com uma diminuição dos valores de BUI. Em anos em que se registaram valores mais elevados de e em anos em que se registaram valores mais reduzidos de PDO verificou-se uma maior ocorrência de baleias-azuis com menor condição física (valores de 2 e de 3). Em anos onde se registaram valores mais baixos de PDO aumentou o número de baleias-azuis em boa condição física (valores de 0 e de 1). Um padrão inverso verificou-se para os valores de BUI, com um aumento de upwelling relacionado com o aumento de número de baleias-azuis em boa condição física, e vice-versa. A monitorização da condição física das baleias-azuis com um indicador da produção aquática assumirá uma relevância crescente associada às alterações das condições ambientais do meio marinho. As alterações climáticas de origem antropogénica irão aumentar a frequência da ocorrência de ondas de calor. Este estudo contribuiu com informação de base para avaliar a condição física de baleias-azuis, podendo ser utilizado para monitorizar as populações numa perspectivas de um futuro previsivelmente em alteração. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202807720 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/19803 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Blue Whale | pt_PT |
| dc.subject | Body condition | pt_PT |
| dc.subject | Environmental variability | pt_PT |
| dc.subject | Photo-identification | pt_PT |
| dc.subject | Marine heat wave | pt_PT |
| dc.title | Blue whale body condition from photographs taken over a 14- year period in the NE Pacific: annual variation and connection to measures of ocean productivity | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Biologia Marinha | pt_PT |