Using image analysis to study structure, population size and connectivity patterns of the whale shark Rhincodon typus in the Azores archipelago

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martí Alsina, Bernat
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.1/19941
Resumo: In the last recent years, whale sharks (Rhincodon typus) have been found to aggregate in the waters of the Azores archipelago, during the summer season. In this study we used photo-identification data collected during years 2008 through 2011, 2013, 2017, 2019 and 2020 to produce the first estimates of population structure, site fidelity, abundance, and movements of these aggregations. A total of 3,705 photographs were collected, of which 545 were suitable for comparison using the semi-automated matching software and photographic identification database Wildbook for Whale Sharks. A total of 186 individuals were uniquely identified through the combination of spot and stripe patterns behind the last gill slit and forward of the dorsal fin (left and right lateral views). Among the 115 sexed individuals, 31% were males and 69% were females, confirming a female-biased aggregation. A total of 38 individuals (20%) presented scars during the different years of the study. The majority of whale shark encounters occurred in the island of Santa Maria (82%), especially during the months of August and September (81%). Of the 29 individuals resighted during the study, 28 were resighted in different occasions during the same year, and 4 individuals were resighted in different years (ranging from 1 to 3 years). Inter-island connectivity was also observed for one whale shark. We estimated the population of whale sharks that visit the Azores region to consist of approximately 283 – 496 individuals (95% confidence interval) based on Cormack-Jolly-Seber open-population models. This study provides the first population abundance estimates and characterization of the whale shark population of Azores, as well as assembling value information regarding their ecology and connectivity patterns.
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spelling Using image analysis to study structure, population size and connectivity patterns of the whale shark Rhincodon typus in the Azores archipelagoElasmobranchPhoto-identificationCapture-mark-recaptureCormack-Jolly-SeberCitizen scienceDomínio/Área Científica::Ciências Naturais::Outras Ciências NaturaisIn the last recent years, whale sharks (Rhincodon typus) have been found to aggregate in the waters of the Azores archipelago, during the summer season. In this study we used photo-identification data collected during years 2008 through 2011, 2013, 2017, 2019 and 2020 to produce the first estimates of population structure, site fidelity, abundance, and movements of these aggregations. A total of 3,705 photographs were collected, of which 545 were suitable for comparison using the semi-automated matching software and photographic identification database Wildbook for Whale Sharks. A total of 186 individuals were uniquely identified through the combination of spot and stripe patterns behind the last gill slit and forward of the dorsal fin (left and right lateral views). Among the 115 sexed individuals, 31% were males and 69% were females, confirming a female-biased aggregation. A total of 38 individuals (20%) presented scars during the different years of the study. The majority of whale shark encounters occurred in the island of Santa Maria (82%), especially during the months of August and September (81%). Of the 29 individuals resighted during the study, 28 were resighted in different occasions during the same year, and 4 individuals were resighted in different years (ranging from 1 to 3 years). Inter-island connectivity was also observed for one whale shark. We estimated the population of whale sharks that visit the Azores region to consist of approximately 283 – 496 individuals (95% confidence interval) based on Cormack-Jolly-Seber open-population models. This study provides the first population abundance estimates and characterization of the whale shark population of Azores, as well as assembling value information regarding their ecology and connectivity patterns.A gestão eficiente e as estratégias de conservação de populações de fauna selvagem necessitam de conhecimento sólido da distribuição espacial, conectividade e demografia das mesmas. No entanto, para a megafauna marinha, obter tais informações pode ser desafiante e dispendioso, devido ao comportamento migratório e ao estilo de vida em mar aberto de muitos destes organismos (cetáceos, tubarões, raias, espadins e espadartes), tornando a amostragem extremamente trabalhosa, e demorada. O tubarão-baleia (Rhincodon typus, Smith 1828) é um exemplo claro dos desafios que envolvem a avaliação demográfica, distribuição e habitat e padrões de conectividade da megafauna marinha. Rhincodon typus pertence à família monotípica Rhincodontidae, pertencente à Ordem Orectolobiformes, e é o único representante da ordem que apresenta estilo de vida pelágico. Pensa-se que os tubarões-baleia são cosmopolitas, ocorrendo em todas as águas tropicais e temperadas quentes, com preferência por águas com temperaturas de superfície de 21 - 25ºC. Os tubarões-baleia são uma espécie icónica, com um elevado valor ecológico e económico. No entanto, em muitos aspetos, e apesar da investigação fundamental desenvolvida nas últimas décadas, existem ainda grandes lacunas no que diz respeito à ecologia dos tubarões-baleia, tamanhos das populações regionais, e aspetos chave da sua biologia, tais como taxas de crescimento específicas da idade, taxas reprodutivas, e habitats de reprodução. A população global de tubarões-baleia sofreu uma redução superior a 50% nos últimos 75 anos, como resultado da ação antropogénica, sob a forma de pesca direta, perturbação do habitat e navegação. Como consequência, Rhincodon typus está agora classificado como "Ameaçado" na Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas da IUCN. Apesar de serem largamente oceânicos, passando a maior parte das suas vidas em mar aberto, os tubarões-baleia formam agregações sazonais em águas costeiras de regiões temperadas e tropicais quentes, levando os tubarões-baleia a ter um estilo de vida migratório, realizando grandes migrações transfronteiriças de alimentação. Estas agregações sazonais previsíveis - principalmente de machos juvenis e subadultos parecem ser altamente influenciadas por alterações interanuais na temperatura da superfície do mar (SST) e mudanças climáticas. Estes locais de agregação de tubarões-baleia oferecem aos cientistas uma oportunidade de recolher informação acerca destes grandes animais, e proporcionam oportunidades lucrativas para a indústria do turismo. Por esta razão, são necessários esforços de investigação das agregações de populações de tubarões-baleia e das suas rotas migratórias, possibilitando a implementação de estratégias adequadas de proteção a nível regional, nacional e internacional, de modo a assegurar a conservação desta espécie a longo prazo. Observou-se que as agregações de tubarões-baleia ocorrem sazonalmente em várias ilhas, bem como em alguns locais costeiros, tais como 1. Golfo da Baja California, 2. ilhas Galápagos, 3. norte do México, 4. Belize, 5. Santa Helena, 6. Arábia Saudita, 7. Djibuti, 8. Moçambique, 9. Madagáscar, 10. África do Sul, 11. as Seicheles, 12. as Maldivas, 13. a Índia, 14. o Qatar, 15. Filipinas, 16. Ilha Christmas, e 17. Austrália Ocidental. No entanto, observaram-se também aglomerados intermitentes de tubarão-baleia em regiões de latitudes mais elevadas, como o arquipélago dos Açores, representando o limite norte da sua distribuição geográfica no Oceano Atlântico. Sabe-se que os tubarões-baleia ocorrem na região dos Açores há já algum tempo, embora os primeiros registos oficiais datem de meados dos anos noventa. Historicamente, os avistamentos de tubarões-baleia nos Açores tinham sido tipicamente baixos ou nulos, até ao acentuado aumento observado em 2008, atribuído a um aumento da temperatura média da água. Os avistamentos de tubarões-baleia nos Açores ocorreram principalmente em torno das ilhas orientais - e principalmente em torno da ilha de Santa Maria (Afonso et al., 2014). As séries temporais interanuais de SST média e clorofila (chl-a) na região dos Açores mostraram que os avistamentos ocorreram principalmente durante os meses de Verão, quando a SST estava no seu ponto mais alto, e a chl-a estava a começar a diminuir após o pico da Primavera. As populações de tubarões-baleia têm sido investigadas utilizando uma variedade de diferentes métodos e técnicas de investigação, tais como estudos genéticos baseados em ADN microsatélite e mitocondrial, ou através da utilização de satélite e telemetria acústica. Contudo, a técnica mais difundida utilizada durante as agregações de tubarões-baleia é a utilização de identificação fotográfica (foto-ID) baseada em métodos de captura-marcação-recaptura (CMR). Os tubarões-baleia nascem com um padrão corporal único de manchas e riscas brancas que é retido ao longo da sua vida. Os padrões de manchas podem ser comparados entre outros tubarões-baleia, utilizando programas de foto-recaptura. Ao procurar correspondências em grandes bibliotecas de foto-IDs, tais como a biblioteca Wildbook for Whale Sharks, podemos então investigar padrões de movimento entre escalas regionais e maiores, padrões de residência, bem como desenvolver estimativas de abundância populacional utilizando modelos de captura-recaptura e software convencional de modelação CMR. Neste estudo utilizámos dados de foto-identificação recolhidos durante os anos 2008 a 2011, 2013, 2017, 2019 e 2020 para produzir as primeiras estimativas da estrutura populacional, residência, abundância e movimentos desta espécie em águas dos Açores. Foram recolhidas um total de 3.705 fotografias, das quais 545 foram validadas para comparação utilizando o software de correspondência semi-automatizada e a base de dados de identificação fotográfica Wildbook for Whale Sharks. Um total de 186 indivíduos foram identificados através da combinação de padrões de manchas e riscas atrás da última fenda das branquial e à frente da barbatana dorsal (vista lateral). Entre os 115 indivíduos em foi possível determinar o sexo, 31% eram machos e 69% eram fêmeas, confirmando ser uma agregação dominada por fêmeas. No total, 38 tubarões-baleia (20%) apresentaram algum tipo de cicatrização. A maioria dos encontros de tubarões-baleia ocorreram na ilha de Santa Maria (82%), especialmente durante os meses de Agosto e Setembro (81%). Dos 29 indivíduos avistados durante o estudo, 28 foram avistados em diferentes ocasiões no mesmo ano, e 4 indivíduos foram avistados em anos diferentes (variando de 1 a 3 anos). A conectividade inter-ilhas foi também observada para um indivíduo. Estimamos a população de tubarões-baleia que visitam a região dos Açores em aproximadamente 283 a 496 indivíduos (intervalo de confiança de 95%) com base nos modelos de população aberta de Cormack-Jolly-Seber. Este estudo fornece as primeiras estimativas de abundância populacional e caracterização da população de tubarões-baleia nos Açores, bem como a recolha de informação de fundamental relativa à sua ecologia e padrões de conectividade e residência. Este estudo sublinha também o papel importante que a foto-identificação desempenha no estudo das populações de tubarões-baleia, mas ao mesmo tempo, demonstra a necessidade de utilizar métodos complementares, tais como a marcação por satélite ou estudos genéticos para melhor compreender a estrutura populacional, bem como os padrões de movimento e conectividade das populações.Erzini, KarimFontes, JorgeSapientiaMartí Alsina, Bernat2023-09-04T15:35:36Z2021-11-192021-11-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.1/19941TID:203289730enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-09-06T02:00:39Zoai:sapientia.ualg.pt:10400.1/19941Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:28:18.982726Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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