Environmental driven sexual segregation in a marine predator

Abstract

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 sex-driven foraging patterns of a pelagic top predator - Cory’s Shearwater, Calonectris borealis - breeding in the small island of Berlengas, Portugal, during the chick-rearing seasons of 2010-2014. We identified the environmental predictors that determine the selection of foraging areas by female and male Cory’s Shearwaters and the role of breeding experience in this process. This medium-term study also assessed, in a scenario of climate stochasticity, the ecological impacts of climatic conditions in marine environments and the possible change in the distribution of this species in the North Atlantic, considering the increase in sea surface temperature and given the vulnerability of seabird predators to extreme climatic events. We studied the foraging distribution of fifty-five male and female Cory’s shearwaters with GPS tracking devices during the chick-rearing period between 2010 – 2014, and accessed their trophic choices with stable isotope analysis (SIA) of their plasma. The study sample was also divided between experienced and inexperienced individuals using the total number of breeding attempts as a proxy for experience, and the prediction that reproductive success typically increases with breeding age and experience in seabirds. This study benefited from a long-term database of the breeding population, such that minimum age, sex and previous breeding experience were known for most of the individuals. We found spatial segregation of female versus male Cory’s Shearwaters as well as inexperienced versus experienced breeders, which increased during the last couple of years. Males relied heavily on static variables like the bathymetry of the area, while females were much more explorative, having a different combination and weighting of important variables (i.e. productivity proxies). Females undertook much larger foraging journeys than males, in years of greater environmental stochasticity. Finally, climate stochasticity might have a significant influence on the spatial distribution of the species, exercising greater influence on male and experienced individuals (i.e. the group showing a more static distribution). Nevertheless, the true effects of such large-scale events cannot be encompassed on such a short-term study, making the continuity of monitoring the foraging ecology of this species crucial to understand the impact of climate change on this and other marine taxa.

Um conhecimento dos padrões da ecologia 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 a presença de condições ambientais adversas influencia o comportamento destas aves. O principal objetivo desta tese foi descrever os padrões comportamentais de ambos os sexos de um predador pelágico, tendo como modelo de estudo a Cagarra, Calonectris borealis, reprodutores na pequena ilha da Berlenga, Portugal, durante o período de desenvolvimento das crias de 2010 a 2014. Foram identificados os principais fatores ambientais que influenciam a seleção e os seus padrões de alimentação, e qual o papel do sexo e da experiência de indivíduos nestas escolhas. Este estudo de médio prazo também reflete, num cenário de mudanças climáticas, os impactos ecológicos que estes terão em ambientes marinhos e a qual a possível alteração na distribuição desta espécie no Atlântico Norte, considerando o aumento da temperatura da superfície do mar e a vulnerabilidade destes predadores face a eventos climáticos extremos. Para dar resposta a estes objetivos, utilizamos dispositivos GPS para acompanhar indivíduos desta população durante os quatro anos deste estudo e comparamos os resultados com a sua ecologia trópica através de análises isotópicas. Em seguida, analisamos as diferenças na distribuição espacial e comportamental de cinquenta e cinco indivíduos pertencentes a esta população de Cagarras reprodutoras na costa litoral portuguesa. O grupo foi dividido entre indivíduos experientes e inexperientes usando o número total de tentativas de acasalamento como um indicador para a experiência, e a suposição de que o sucesso reprodutivo normalmente aumenta com a idade e a experiência em aves marinhas. Este estudo beneficiou de um conhecimento de longo prazo da população alvo, sabendo a priori dados como a idade mínima das aves, o sexo e o historial do sucesso reprodutor para a maioria dos indivíduos. Através da análise de isótopos de azoto e carbono do plasma e sangue destas aves, inferimos qual o efeito da experiência de um individuo na seleção de presas na sua ecologia trófica. Os resultados confirmam a existência de segregações espaciais entre machos e fêmeas, assim como de aves experientes e inexperiente. As principais variáveis ambientais que influenciaram a distribuição espacial de indivíduos do sexo feminino foram a distância à colónia e a temperatura da superfície do mar, fazendo com que adotem um comportamento mais exploratório e pelágico em anos de maior estocacidade. Por sua vez, nos indivíduos do sexo masculino essas variáveis dizem respeito à profundidade da água e das concentrações de clorofila a. Os resultados deste estudo mostram ainda que o aquecimento global pode exercer influência significativa sobre a distribuição espacial da Cagarra, especialmente em aves experientes (que apresentam uma distribuição mais estática). No entanto, os verdadeiros efeitos de tais eventos de grande escala não podem ser englobados num estudo de tão pequena duração, tornando a continuidade de monitorização ecológica desta espécie cruciais para entender o impacto das mudanças climáticas sobre este grupo de animais marinhos.