Estratégias de forrageio de aves marinhas tropicais no arquipélago dos Abrolhos

Abstract

Estratégias de forrageio de aves marinhas tropicais no arquipélago dos Abrolhos: As aves marinhas são central-place foragers durante a época de reprodução, o que reforça a competição ao redor da colônia, especialmente em ambientes oligotróficos, como os oceanos tropicais. Em resposta, as aves marinhas desenvolveram estratégias de forrageio, tais como estratégia de alimentação bimodal e/ou uso diferencial de recursos entre os sexos para evitar competição intraespecífica. Nas últimas décadas, as ferramentas de biologging proporcionaram importantes avanços na ecologia do movimento das aves marinhas. Por exemplo, a partir de conjuntos de dados obtidos com os receptores do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) é possível obter informações detalhadas e precisas sobre as viagens de alimentação das aves marinhas e segmentar as trajetórias para identificar comportamentos no tempo e no espaço usando ferramentas estatísticas, como os Modelos de Cadeias Ocultas de Markov (HMM). Os sistemas de posicionamento combinados com sensores de pressão fornecem informações sobre distribuição tridimensional, o que é particularmente útil para o estudo de estratégias de forrageio de aves marinhas mergulhadoras. Além disso, o uso de isótopos estáveis em carbono e nitrogênio fornece informações sobre a dieta das aves marinhas, estimando, por exemplo, um nicho isotópico bidimensional como um substituto do nicho trófico. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar as estratégias de forrageio da ave marinha tropical rabo-de-palha-de-bico-vermelho Phaethon aethereus Linnaeus, 1758 (Aves: Phaethontiformes: Phaethontidae) em um espaço tridimensional e avaliar as diferenças no uso do espaço e dos recursos alimentares entre viagens curtas e longas, assim como as diferenças entre os sexos. Este estudo foi estruturado em dois capítulos: o primeiro apresenta uma avaliação do desempenho do HMM usando dispositivos GNSS e sensores de pressão para identificar áreas de forrageio quando são usadas baixas frequências de amostragem (ou seja, 1 localização a cada 15 min); e o segundo capítulo focalizou a aplicação de tais descobertas combinadas a isótopos estáveis para avaliar diferenças intersexuais em estratégias de forrageio dos rabo-de-palha-de-bico-vermelhos. A partir disto, demonstramos que o uso dos HMM a partir de dados somente de GPS é uma abordagem adequada para inferir áreas de forrageio a nível populacional, mesmo quando são usadas baixas frequências de amostragem. Além disso, este estudo evidenciou que os rabo-de-palha-de-bico-vermelhos realizam viagens bimodais de forrageio com duração de três dias e duas horas, mas não apresentam segregação sexual em relação ao uso do espaço e dieta durante a época de reprodução. Portanto, o presente estudo forneceu informações sobre a aplicabilidade de modelos de espaço-estado para segmentação de trajetórias em espécies de aves marinhas de baixa massa corporal que realizam longas viagens de forrageio e, portanto, precisam ser equipadas com equipamentos leves, com baixas frequências de amostragem. Finalmente, os resultados mostraram uma estratégia bimodal de forrageio e uma sobreposição intersexual quase completa de áreas de forrageio e aspectos dietéticos dos rabo-de-palha- de-bico-vermelho ao redor do arquipélago dos Abrolhos, onde está localizada a maior colônia das espécies no sudoeste do Oceano Atlântico.

Foraging strategies of tropical seabirds in the Abrolhos archipelago: Seabirds are central-place foragers during the breeding season which reinforces competition around the colony, especially in oligotrophic environments such as the tropical oceans. In response, seabirds developed foraging strategies, such as bimodal foraging strategy and/or differential resource use between sexes to avoid intraspecific competition. In recent decades, biologging tools have provided important advances in the movement ecology of seabirds. For example, from datasets obtained with Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers it is possible to obtain detailed and accurate information about seabird foraging trips and to segment trajectories to identify behaviors in time and space using statistical tools, such as Hidden Markov Models (HMM). Positioning systems combined to pressure sensors provide information on three-dimensional distribution, which is particularly useful for studying foraging strategies of diving seabirds. In addition, the use of carbon and nitrogen stable isotopes provides information on the diet of seabirds by estimating, for instance, a bi-dimensional isotopic niche as a proxy of the trophic niche. Therefore, this study aimed to characterize the foraging strategies of the strictly marine red-billed tropicbird Phaethon aethereus Linnaeus, 1758 (Aves: Phaethontiformes: Phaethontidae) in a three- dimensional space and to assess differences in space and food resource use between short and long trips as well as differences between sexes. This study was structured in two chapters: the first presents an evaluation of the HMM performance using GNSS-only devices and pressure sensors to identify foraging areas when low sampling frequency (i.e. 1 fix each 15 min) are used; and the second chapter focused on applying such findings combined to stable isotopes to assess intersexual differences in foraging strategies of red-billed tropicbirds. From this, we demonstrated that HMM from GPS-only data is a suitable approach for inferring foraging areas at the population level even when low sampling frequencies are used. In addition, this study evidenced that red-billed tropicbirds perform bimodal foraging trips lasting three days and two hours, but do not present sexual segregation regarding space use and diet during the breeding season. Therefore, the present study provided information on the applicability of state space models for segmentation of trajectories in seabird species of low body mass which perform long foraging trips and thus need to be equipped with lightweight loggers set with low sampling frequencies. Finally, the findings indicate a bimodal foraging strategy and an almost complete intersexual overlapping of foraging areas and dietary aspects of red-billed tropicbirds around the Abrolhos archipelago, where the biggest colony of the species in the southwestern Atlantic Ocean is located.