Foraging ecology strategies of Cory's shearwater in Porto Santo Island

Abstract

O padrão da ecologia trófica de aves marinhas, representa uma contribuição importante para compreender quais as áreas de alimentação destas aves e o porquê de estas as escolherem. Permite ainda, conhecer de que modo é que, na presença de condições ambientais adversas, estas aves se comportam e adaptam. Os principais objetivos desta tese centram-se em conhecer pela primeira vez, a ecologia alimentar da população de uma ave marinha, considerada como modelo de estudo, Calonectris diomedea borealis – Cagarra, de um ilhéu situado junto à ilha de Porto Santo, arquipélago da Madeira, Portugal, avaliar quais as características ambientais que determinaram a escolha dos seus padrões de alimentação e, considerando o aquecimento previsto para o Atlântico Norte durante o próximo século, inferir como é que as escolhas de áreas de alimentação pelas cagarras serão afetadas. Para dar resposta a estes objetivos, utilizamos dispositivos GPS e estudamos a distribuição no mar desta população durante dois anos (Agosto de 2011 e de 2012), durante o período de desenvolvimento das suas crias. Através da análise de isótopos (apenas referente a 2012), diferenciámos os nichos ecológicos das crias e dos adultos e inferimos quanto à composição da sua dieta através de modelos mistos SIAR. Combinando esta informação com variáveis ambientais conhecidas por explicar a presença de aves marinhas em determinados locais, através de modelos MaxEnt, concluímos quais as variáveis que representaram uma maior influência nas escolhas dos locais de alimentação pelas cagarras. Os nossos resultados demonstram um padrão claramente distinto entre o ano 2011 e o ano 2012, sendo que em 2011 as aves apresentaram-se mais dispersas pelo Oceano Atlântico Norte, com comportamentos mais pelágicos, comparado com 2012 em que concentraram os seus esforços maioritariamente na costa de África. Estes resultados sugerem que em 2011 a disponibilidade de alimento foi inferior a 2012 e, deste modo, as cagarras tiveram que realizar viagens maiores para se alimentarem exigindo um maior esforço da parte delas. A variação inter-anual das condições oceânicas sustém esta ideia de uma baixa produtividade em 2011 relativamente ao mesmo período em 2012. A temperatura à superfície da água foi o fator que representou maior relevância nas escolhas de locais de alimentação das cagarras, o que era de certo modo esperado dado que águas mais quentes estão associadas a águas com menos alimento. A informação da composição da dieta das aves demonstrou que os adultos se alimentaram preferencialmente de cefalópodes (Histioteuthis sp) mas alimentaram as suas crias de presas de alto nível trófico (e.g. Scomber sp). A provável resposta das cagarras aos cenários de alteração da temperatura da água do mar previstos durante os próximos cem anos indica que os indivíduos de Porto Santo, apesar de apresentarem um elevado nível de plasticidade comportamental na procura de alimento que lhes permite adaptar a condições ambientais desfavoráveis, terão de efetuar um esforço muito superior para procurar alimento, o que poderá ser demasiado dispendioso comprometendo assim o sucesso reprodutor que por sua vez irá ter influência na dinâmica da população. Habitats dinâmicos como os oceânicos necessitam de um maior esforço de conservação. Este estudo vem contribuir para expressar a importância de monitorizar populações de predadores de topo do Atlântico Norte e as suas áreas de alimentação.

A knowledge of pelagic seabird foraging patterns is important to evaluate key areas for marine pelagic top predators. The main objective of this thesis was to describe the foraging pattern of Cory’s Shearwater, Calonectris diomedea borealis breeding in a small islet of Porto Santo, Madeira archipelago, Portugal. We identified the environmental predictors that determine the selection of foraging areas by Cory’s Shearwater and estimated the possible change in the distribution of this species in the North Atlantic, considering the increase in sea surface temperature that is projected for this area during the next century. We used GPS tracking to monitor this population for two years (August 2011 and 2012) during the chick rearing period, and compared the results between these two years. With stable isotopic analysis (only for 2012) we described the ecological niche of adults and chicks and inferred their diet composition using a SIAR mixing model. Combining these information with environmental variables that are known to be important for seabird occurrence, we determined the mainly variables that influenced the Cory’s Shearwater foraging choices using Maximum Entropy models. Our results show a clearly distinct pattern between 2011 and 2012, with birds much more widespread throughout the North Atlantic Ocean in 2011 than in 2012, when birds concentrated their foraging effort in the African Coast. These results suggest that in 2011 the availability of food was much lower than in 2012, therefore Cory’s Shearwater had to perform long journeys, which represents a higher foraging effort. The inter-annual variation of oceanographic characteristics sustains this idea of a poor productive year in 2011. The sea surface temperature was the main factor associated with the Cory’s Shearwater behavioral foraging choices, which was expected because high levels of sea surface temperature are associated with low levels of pelagic marine II productivity. Information on diet composition shows that Cory’s Shearwater adults fed mostly on cephalopods (Histioteuthis sp) but provisioned their chicks with higher trophic level prey (e.g. Scomber sp). As a response to an increase in sea surface temperature, our results suggest a marked change in the Cory’s Shearwater foraging distribution during the next century. Despite the high level of foraging plasticity that allows Cory’s Shearwater to adapt to adverse environmental conditions, such changes imply a strong increase in foraging effort that may compromise breeding success and will influence population dynamics. Dynamic habitats such as pelagic oceanic areas also need conservation and management considerations. This study contributes to express how important is to monitor the populations on top predators in the Atlantic North and their important foraging areas.