Anonim

Temaer

  • Dyremigrasjon
  • Bevaringsbiologi
  • Stabil isotopanalyse

Abstrakt

Tidligere studier har vist at verdens største reptil - Leatherback Turtle Dermochelys Coriacea - utfører fleksible foraging-migrasjoner som kan dekke tusenvis av kilometer mellom nestingssteder og fjerne fôringsområder. De store avstandene som kan bli reist ved å migrere leatherback skilpadder har sterkt kompliserte bevaringsarbeid for denne arten over hele verden. Imidlertid demonstrerer vi ved hjelp av en kombinasjon av satellittelemetri og stabil isotopanalyse at omtrent halvparten av de nestende leatherbacks fra en viktig rookery i Sør-Afrika ikke migrerer til fjerne foraging områder, men heller fôr i kystvannet i nærliggende Mosambik Kanal. Videre ser denne kystkvarten ut til å være bosatt hele året i grunt vann (<50 m dybde) i et relativt fast område. Stabile isotopanalyser indikerer videre at Mosambikskanalen også er vert for et stort antall loggerhovedskildpadder Caretta caretta . Den sjeldne forekomsten av bosatt kystsamling av skinnpadder skilpadder gir ikke bare en unik mulighet for bevaring, men ved siden av tilstedeværelsen av loggerhovedskildpadder og andre truede marine megafauna i Mosambikskanalen fremheves viktigheten av dette området som et maritimt biologisk mangfold.

Introduksjon

Etablering av bevegelsesmønster for frie dyr er viktig for å forstå deres oppførsel og økologi, og er ofte sentral for å utforme effektive bevaringsstrategier 1 . Videre kan dyrebevegelser gi innsikt i egenskapene til land- eller sjøskape som dyret beveger seg gjennom, for eksempel fordeling av byttedyr eller termiske habitater 2, 3, 4 . Dette gjelder spesielt for dyr som gjennomgår omfattende vandringer gjennom hele livet, for eksempel et bredt spekter av marine pattedyr, fisk og sjøfugler. Havskildpadder er også velkjente for sine langdistansemigrasjoner, med uten tvil den lengste som ble gjennomført av leatherback skilpadden Dermochelys coriacea 5 .

Leatherback skilpadder kan reise tusenvis av kilometer mellom tropiske nesting strender og fôring områder, som ofte er i fjerntliggende, havvann 6, 7, 8, 9 . Disse foraging områder sammenfallende med regioner som er vert for stor overflod av gelatinous zooplankton 4 - det obligatoriske bytte av leatherback skilpadder. Størrelsen på disse foraging områdene kan strekke seg fra lokaliserte regioner til hele havområder 7, 8 . I tillegg kan leatherback skilpadder mates opportunistisk på vei til disse foraging områder, og på grunn av den spatiotemporalt ephemale karakteren av de gelatinøse zooplanktonblomstrene i havet 10, 11, betyr dette at trekkskildpaddets trekkveier generelt har en fleksibel, sårende utseende 12 .

I likhet med leatherback skilpadder, har loggerhovedskildpadder Caretta caretta blitt observert som utfører meandering foraging bevegelser i det åpne hav 13, 14 . Her mates de opportunistisk på en rekke hardhudede og gelatinøse hvirvelløse dyr 15 . Imidlertid har også loggerhodeskildpadder fra de samme nestingskohorter blitt rapportert å migrere til kystnære habitater 16, 17, hvor de foder på aggregeringer av bønnevertebrater 18 . Bevegelsene til disse kyststrålende skogsskildpaddene har en tendens til å være langt mer direkte enn deres oceaniske kolleger 19 og mange følger ofte kystlinjen 20 . Videre har disse kystmigrasjonene en tendens til å være kortere, og områdene for grunnevann er ofte relativt lokaliserte og konsistente mellom årene 21, 22 .

Det er uten tvil den vanligste teknikken for å spore bevegelsene til svært mobile marine megafauna, satellitttelemetri 23 . Moderne dyrbårne satellittransmittere er i stand til å relayere steder av et dyr på fine romlige og tidsmessige skalaer over tidsperioder som i noen tilfeller kan strekke seg opp til år. Videre kan viktige innsikt ved satellittelemetri bli utvidet med andre moderne verktøy, for eksempel stabil isotopanalyse. Stabil isotopanalyse er et nyttig verktøy for sporing av dyr, da individer som fôr på forskjellige matvarer, eller på forskjellige steder, har en tendens til å ha forskjellige isotopiske signaturer 24 . Ved å kombinere stabil isotopanalyse med satellittelemetri, er det mulig å koble de stabile isotopverdiene til enkeltpersoner til de av deres foragingområder. Når de stabile isotopiske signaturene til forskjellige foraging områder er kartlagt, er det da mulig å utlede et dyrs foraging område fra stabil isotopanalyse alene. Ettersom stabil isotopanalyse er relativt billig, er det et nyttig verktøy for å oppskalere de påvirkninger som kan oppnås fra et relativt lite antall satellittelemetri-enheter.

Her re-undersøkte vi bredden og mangfoldet av bevegelsesmønstre av leatherback og loggerhead skilpadder som hekker i iSimangaliso Wetland Park, Sør-Afrika - et viktig nesting rookery i Det indiske hav - ved hjelp av en kombinasjon av satellittelemetri og stabil isotopanalyse. Først distribuerte vi 16 satellitt-sendere på post-nesting leatherback skilpadder mellom 2011 og 2013. Fordi kvinnelige leatherback skilpadder lå opp til flere reir i en enkelt sesong, brukte vi en bærbar ultralydsenhet for å velge skilpadder som var utarmet av forstørrede eggstokkfollikler, og dermed var klar til å begynne sine nestende migrasjoner. De utvalgte 16 skinnskildpaddene ble sporet av satellitt som de reiste avstander opp til 10.000 km fra hekkerområdene; Den gjennomsnittlige sporingsvarigheten var 111, 5 ± 41, 3 dager. For det andre samler vi hudprøver fra 96 ​​leatherback, inkludert alle personer med satellitt-sendere, og 120 loggerhovedskildpadder på samme nestesteder. Hudprøver ble brukt til δ 13 C og δ 15 N stabil isotopanalyse.

resultater

Halvparten (n = 8) av satellittsporet skinnpadder i denne studien migrerte sørover for hekkerområdet, ofte etter den nåværende Agulhas Current ned mot Sør-Afrikas østkyst. Ved å nå den sørlige spissen av kontinentet begynte disse skilpaddene å gjennomføre svingende bevegelser i enten Vest-Indiskehavet eller Sør-Atlanterhavet (figur 1). Mange av disse migrasjonene ble punktert av korte oppholdsperioder (<15 dager) på steder som vanligvis sammenfalt med nærliggende meso-skala-eddier (figur 2), og etter å ha forlatt området av eddiene fortsatte skilpaddene som før med tilsvarende nomadiske bevegelser. Disse fleksible trekkmønstrene er svært lik de som tidligere ble observert i tidligere sporingstest på leatherback skilpadder i regionen 25, 26 .

Tre trekkoppførelser ble observert, med personer som kjørte avstander på opptil 10 000 km mot Sør-Atlanterhavet (oransje linjer), Vest-Indiske hav (grønne linjer) eller Mosambikisk kanal (røde linjer). Den endelige relayed plasseringen for hver skilpadde er signert med en farget sirkel. Kart ble opprettet ved hjelp av ArcGIS v. 10.3 (//www.esri.com/software/arcgis).

Full størrelse bilde

Sorte sirkler representerer internestende atferd, hvite sirkler representerer transittadferd, og røde sirkler representerer en periode med midlertidig opphold i en mesoskala eddy. Sporet er overlagt på havstrømdata for 5-dagers perioden mellom 1/4/12 og 6/4/12. Kart ble opprettet ved hjelp av ArcGIS v. 10.3 (//www.esri.com/software/arcgis).

Full størrelse bilde

I markert kontrast migrerte den andre halvparten (n = 8) av satellittsporet skinnpadder en relativt kort avstand (~ 500 km) nordover i Mosambikskanalen. Syv av disse åtte individer bodde i vann i Sofala Banks, mens den åttende flyttet over kanalen til kystvann i Madagaskar. I disse grunne (<50 m dybde) kystvann reduserte enkeltpersoner sin hastighet til mindre enn 5 km d -1 . For resten av sporingsvarigheten, som i ett tilfelle forlenget til 209 dager, ble de syv skilpaddene som migrerte til Sofala Banks, forbli innenfor en smal sjø langs kystvann mindre enn 100 km bred. Både boligområder på begge sider av Mosambikskanalen ble spesielt preget av høy netto primærproduktivitet (NPP) (figur 3). Dessuten forblir NPP konsekvent forhøyet i disse farvannene året rundt, og sjøoverflatetemperaturene forblir alltid beboelige for leatherback skilpadder ved> 20 ° C.

Disse 7 individer ble sporet mellom 91 og 209 dager etter deres endelige rede. Skildpaddesteder legges på et kart over Net primærproduktivitet for april måned. Skildpadder tok opp i det grunne vannet i Sofala Bankene som er avgrenset av de 50 m isobater (stiplede hvite linjer). Coastal foraging er langt mer vanlig i befolkningen enn tidligere anerkjent, og kan være mer fremtredende globalt enn tidligere vurdert. Kart ble opprettet ved hjelp av ArcGIS v. 10.3 (//www.esri.com/software/arcgis).

Full størrelse bilde

Kombinasjonen av både oceanic- og coastal-foraging-strategier i denne populasjonen av leatherback-skilpadder, som observert gjennom satellittelemetri, ble ytterligere forsterket av våre etterfølgende stabile isotopanalyser. Hudprøver fra 96 ​​skinnskildpadder hadde δ 13 C-verdier fra -19, 1 til -15, 2 ‰, med en tydelig bi-modal fordeling og en tilsynelatende avgrensning mellom de to klyngene ved ca. -17, 5 ‰ (figur 4). Det er viktig at de stabile isotopiske signaturene til de 8 skinnskildpaddene som ble sporet til kystnære fôrområder i Mosambikskanalen, alle falt inn i den høye δ 13 C-klyngen, mens alt annet enn en av skilpaddene spores til sjøfôrfôrområder falt i det lave δ 13 C-klyngen. 8 15 N-verdiene hadde en unimodal fordeling mellom 9, 5 og 15, 1 ‰, og viste ikke separasjon mellom kyst- og havskildpadder. Samlet sett var de stabile isotopverdiene for δ 13 C og δ 15 N av disse oceaniske og kystgruppene signifikant forskjellige (MANOVA: F 1, 15 = 9, 51, p = 0, 003).

Fargede sirkler representerer enkeltpersoner som ble sporet av satellitttelemetri i havfiskarealiteter i det vestlige indiske hav (WIO, grønne sirkler) eller Sør-Atlanterhavet (SAO, oransje sirkler), samt kystfôrområder i Mosambikskanalen (MC, røde sirkler). Diskriminerende funksjonsanalyse ble brukt til å tildele foraging områder for skilpadder som ikke ble sporet av satellitt. Skildpadder med> 80% sannsynlighet for gruppemedlemskap ble utpekt som enten kystnære (grå sirkler) eller oceaniske individer (sorte sirkler). Personer med <80% sannsynlighet for gruppemedlemskap ble ikke tildelt (klare sirkler). Leatherback skilpadder sporet til kystnære fôrområder i Mosambikskanalen hadde tydelige stabile isotopverdier fra de som spores til sjødyske fôringsområder i Vestindiske eller Sør-Atlanterhavet.

Full størrelse bilde

Ved å benytte stabile isotopverdier av satellittsporet leatherback skilpadder, beregnede vi en diskriminerende funksjon for å forutsi om de resterende 81 individer der tidligere fôret i enten oceaniske eller kystnære habitater. For å teste robustheten av diskrimineringsfunksjonen, søkte vi først på satellittsporpaddene, og det var i stand til å tilordne fôringsområdene på riktig måte for alle, men to av de satellittsporede personene (88% tildelt riktig). Robustheten av diskrimineringsfunksjonsanalysen ble ytterligere testet ved hjelp av en kors-kniv-kryssvalideringsmetode som utførte like godt som den opprinnelige modellen (88% tildelt riktig). Diskrimineringsfunksjonen ble deretter påført alle individer som ikke ble sporet av satellitt, og tildelte 61 av 81 skilpadder til enten oceaniske eller kystnære fôrområder. Av de 61 skilpaddene med tildelte fôrområder ble 33 (41%) utpekt som kystfiskere mens 29 (36%) ble utpekt som havfiskere. De resterende 19 (23%) individer kunne ikke tildeles kyst- eller havmiljøer med> 80% sannsynlighet.

Mens vi samler skinnprøven fra Leatherback Turtle, samler vi også hudprøver fra 120 sympatriskt nestende loggerhovedskildpadder. Selv om logghovedskildpaddene hadde et mye bredere utvalg av både δ 13 C og δ 15 N verdier, fra -19, 0 ​​til -9, 4 ‰ og 7, 0 til 14, 9 ‰, verdiene overlappes med de av leatherback skilpaddene (figur 5). Spesielt hadde flertallet (92%) av loggerhovedskildpaddene verdier på δ 13 C under den formodede -17, 5 ‰ kystdiskriminerende funksjonsterskelen som ble beregnet for leatherback skilpadder.

Fargede sirkler representerer enkeltpersoner som ble sporet av satellitttelemetri i havfiskarealiteter i det vestlige indiske hav (WIO, grønne sirkler) eller Sør-Atlanterhavet (SAO, oransje sirkler), samt kystfôrområder i Mosambikskanalen (MC, røde sirkler). Loggerhead skilpadder (blå trekanter), har et bredere utvalg av δ 13 C verdier enn skinnpadder (sirkler). Det var en stor overlapping i δ 13 C mellom loggerhovedskildpadder og skinnpadder som var tildelt kystfôringsområder (gråkretser) ved hjelp av en diskrimineringsfunksjonsanalyse.

Full størrelse bilde

Diskusjon

Dette er den første publiserte studien for å spore leatherback skilpadder ved satellittelemetri i Mosambikskanalen. Videre vurderer vi at Sofala Bankene beholder evig forhøyede NPP-nivåer og SST som er beboelig for skinnpadder. Vi forutsier at dette området er vertskap for fôring av skinnpadder året rundt, samt rikelig mengder gelatinøs zooplanktonbyttedyr. Økologisk er denne oppdagelsen spesielt interessant, ettersom skildpadder ofte betraktes som havforskere, og selv om visuelle observasjoner og satellittelemetri har bekreftet at skinnpadder kan finnes i kystvann, er nærværet nær kysten vanligvis midlertidig og ofte tilskrives ephemeral blomstring i maneter overflod 27, 28, 29 . Den eneste andre beliggenheten hvor skinnpadder er kjent for å være bosatt i kystområder, er i Vest-Stillehavet, spesielt rundt Indonesia, i vannet i Sørkinahavet, og langs vestkysten av Australia 8 . I vår satellittsporingsstudie migrerte halvparten av de nestende skilpaddene opp til tusenvis av kilometer til fjernt vann i de indiske og atlantiske havene, mens den andre halvparten reiste minimale avstander for å bli bosatt i nærliggende kystvann.

I tillegg til kystfremmende skinnpadder som observeres i denne studien, ble det observert andre personer som gjennomførte mer typiske fleksible foragingbevegelser i det åpne hav. Dyktomien av trekkstrategier, som avslørt gjennom satellittelemetri, ble videre underbygget av stabile isotopanalyser. Informativt var alle leatherback skilpadder som ble satelittsporet til kystnære habitater, falt inn i den høye 13 C-klyngen, mens alle unntatt ett individ som spores inn i oceaniske habitater, falt inn i den lave 8 13 C-klyngen. Ved å anvende diskrimineringsfunksjonen som er utledet fra denne analysen, anslår vi konservativt at 41% av 97 skinnpaddeskildpaddene samplet fôr i kystmiljøer. Dette var litt høyere enn 36% identifisert som foraging i havmiljøer. Det ser således ut til at den mozambikanske kanalen er sannsynligvis den viktigste foraging habitat for leatherback skilpadder som nest i Sør-Afrika. I tillegg studerte vi ikke noen mannlige eller juvenile leatherback skilpadder i denne studien, men vi antar at Mozambique-kanalen sannsynligvis vil være et tilsvarende, om ikke mer, viktig fôringsområde minst for menn av denne arten. Faktisk har sporingsstudier på havskildpadder indikert at mannlige skilpadder bruker lignende foraging områder som kvinnelige skilpadder 30, og de pleier oftere å utnytte foraging habitater nærmere nestområdet enn gjør kvinnene 31, 32 .

De blandede trekkstrategiene som ble observert her, var forskjellige enn tidligere satellittsporingsstudier på skinnpaddeskildpadder i regionen, som bare rapporterte individer som flyttet inn i det åpne hav og ikke til Mosambikisk kanal 25, 26 . En forklaring kan skyldes den lille prøvestørrelsen til disse studiene. Imidlertid, gitt at vi konservativt anslår at 41% av denne befolkningen er kystfiskere gjennom stabil isotopanalyse, er sannsynligheten for at ingen av de ni tidligere spores skinnpaddene skilte til Mosambikisk kanal, nominelt (<0, 1%). Det er heller ikke sannsynlig at mangelen på kystfiskere i tidligere studier kunne skyldes årlig variasjon i havografiske forhold, da både vår studie og de tidligere satellittsporingsstudiene på dette stedet ble gjennomført over flere år. Videre er den fremtredende strømmen av Agulhas-strømmen, som rapporteres å ha utgjort en stor del av de sørlige bevegelsene til disse tidligere sporet skinnpadder 25, 33, bemerkelsesverdig konsistent mellom årene 34 . Alternativt foreslår vi at forskjellene kan skyldes de ulike modifikasjonsmodusene for satellittransmitterne. De tidligere studiene som benyttes, bruker 35 til å knytte senderen, som i noen tilfeller har vært knyttet til atferdsendringer i bevegelsesmønstrene av migrerende leatherback skilpadder 36, og har vist seg å potensielt øke hydrodynamisk trang til å svømme leatherback skilpadden med over 90% 37 . Det er derfor mulig at den lavtrekkende hydrodynamiske tetherfeste som ble anvendt i denne studien 38, kunne være mer reflekterende over den fulle bredden av migrerende bevegelser av disse dyrene.

Dichotomous migratory strategier, som observert i leatherback skilpadder, er vanlige for loggerhead skilpadder 17, 39, 40 . Vår stabile isotopanalyse antyder at en slik dikotom oppførsel også eksisterer for loggerhodeskildpaddene som hekker i Sør-Afrika; Imidlertid, ved bruk av samme kystnære terskel for loggerhovedskildpadder som beregnet for de stabile isotopverdiene for skinnpaddeskildpadder, vil det store flertallet (92%) bli tildelt som kystfiskere. Slike sammenligninger mellom arter ved bruk av δ 13 C-verdier er generelt gyldige som δ 13 C endres ikke langs trofiske interaksjoner, og forblir generelt det samme for organismer som fôrer i et lignende område 41 . Mønsteret med høyere δ 13 C-verdier i kystdyr i forhold til havdyr har også blitt observert andre steder i havpattedyr 42, sjøfugl 43 og marine hvirvelløse dyr 44 . Selv om dette indikerer at loggerhovedskildpaddene er fôring i kystnære habitater, bekrefter det ikke at de fôrer på samme sted som leatherback skilpadder. Likevel, i sammenheng med tidligere satellittsporingsstudier 45, 46, kan vi anta at disse loggerhovedskildpaddene også mates i det bredere Mosambik-kanalområdet.

I motsetning til δ 13 C, blir verdier av δ 15 N ofte beriget med 3 til 4 ‰ per trofisk nivå 47 . Som sådan kan δ 15 N-verdier være en informativ indikator for det trofiske nivået ved hvilket et dyr fôrer 48 . Det lille utvalget av δ 15 N-verdier for skinnpadder som observeres i denne studien (3, 4 ‰ når det utelukkes et enkelt individ på 15, 1 ‰) tyder på at denne arten fôret på samme trofiske nivå, enten i kyst- eller havområder. Faktisk ser skinnpadder opp til å være obligatoriske gelatinøse zooplanktivores, og selv om maneter kan variere sterkt i δ 15 N-verdier 49, vil skildpaddeskildpaddene sannsynligvis målrette spesifikke, og ofte større, maneterter 50 . Omvendt viser loggerhovedskildpadder en bredde av diettpreferanser, inkludert en rekke hvirvelløse og fiskarter 18 . Dette ser ut til å ha blitt reflektert i det bredere spekteret av δ 15 N verdier blant de 120 loggerheads samplet.

Fra et bevaringsperspektiv, vurderer at leatherback og loggerhead skilpadder fôrer på forskjellige trofiske nivåer, og en enkelt leatherback kan forbruke over 100 kg våt masse maneter per dag 51, må Mozambique Channel antagelig være vert for store overflod og et stort mangfold av mat. Faktisk, med høye nivåer av primær produktivitet, næringsrike elvemunn og nærliggende områder av kystoppvokstning og meso-skala eddier, gir disse kystvannene også friske foraging områder for et bredt spekter av megafauna. For eksempel er Mozambique-kanalen vert for de største befolkningene av dugong Dugong dugon i Øst-Afrika 52, samt betydelige populasjoner av hvalhaier Rhincodon typus 53, gigantiske Manta birostris og reef M. alfredi manta stråler 53 og mange hvaler 54 .

Samtidig er regionen også vert for store mengder av mange kommersielt viktige arter, som den indiske reke Penaeus indicus, og dette har ført til mange bevaringsspørsmål 55 . Reke-trålfisket i Mosambik-kanalen er en av de mest lønnsomme næringene i landet, men det oppstår ofte betydelig bifangst av havskildpadder og mange andre arter 56 . Dødelighet knyttet til denne bifangsten kan til og med delvis forklare hvorfor befolkningen i skinnpadder som nester i Sør-Afrika, ikke gjenoppretter etter den omfattende beskyttelsen av sine hekkeområder over mange år 57 .

Likevel kan oppdagelsen av skinnpadder som samler seg i kystnære habitater, sammen med loggerhovedskildpadder, også gi unike muligheter for bevaring. Tidligere har de antatte oceaniske vaner av leatherback skilpadder skapt en utfordring for bevaringsstyring på grunn av det store geografiske omfanget og spekteret av faktorer som kan utgjøre en trussel mot befolkningene til sjøs. Men i Sofala Banks og potensielt andre regioner hvor havskildpadder er konsentrert i kystnære habitater, kan det være mye lettere å implementere romlig eksplisitte styringsstrategier for å beskytte disse populasjonene enn det er for leatherback skilpadder andre steder.

Avgrensing av spesifikke nøkkelhabitater kan også gi muligheter til ellers komplekse multinasjonale bevaringsplaner. Unikt opptager skinnpadder og skildpadder med skildpadder i disse farvannene et relativt lite og fast foragingområde i EEZs eneste Mosambik. Faktisk kan identifisering og beskyttelse av kystnære habitater, i tillegg til eksisterende tiltak som i dag beskytter nærliggende strendene, vise seg å være svært gunstig for truede befolkninger.

metoder

Studieområde

ISimangaliso våtmarkspark ligger langs det nordøstlige hjørnet av Sør-Afrika (28 ° 0 'S, 32 ° 30' E). Parkens strandlinje er ca 280 km lang og er preget av en rekke 5-15 km strender av sandstrender skilt av steinete bakker. Hvert år fra oktober til februar kommer kvinnelige leatherback og loggerhead skilpadder på land til nest 57 .

Mellom 2011 og 2013 gjennomførte vi nattlige patruljer i nordlig 56 km av parkens kystlinje for å lete etter nestende skilpadder. Når nestende leatherback og loggerhead skilpadder ble møtt, søkte vi individuelt nummererte metall- og passive integrerte transponder (PIT) -tegn og samle hudprøver. For leatherback skilpadder, vi også festet satellitt transmittere når det er mulig. Nestende skilpadder ble ikke nærmet før egglegging hadde begynt for å minimere potensialet for å forstyrre nesteprosessen.

Alt feltarbeid ble godkjent av, og utført med kunnskap om, iSimangaliso våtmarksparkeringsmyndighet og Department of Environmental Affairs, Sør-Afrika. Satellittmerking og samplingsmetoder for hudprøver ble utført i samsvar med de godkjente retningslinjene fra dyrepleie- og brukskomiteen til Purdue University, USA. Turtle skin prøver ble importert til USA under CITES tillatelser (# 12U589757A / 9).

Satellitt-sendere

Satellitt-sendere (MK10-PAT, Wildlife Computers) ble distribuert på 20 nestende leatherback skilpadder ved hjelp av en low-drag tethering teknikk. Senderen, festet med lanyard og forankret til pygalprosessen som strekker seg til baksiden av karapasen, ble designet for å slepes bak svømmedyret, som reiser i sin glidstrøm. For ytterligere detaljer om senderenes vedleggsmetode, se Supplerende opplysninger.

I denne studien har vi tenkt å spore post-nesting migreringer av leatherback skilpadder. Som leatherback skilpadder lå flere koblinger i en enkelt hekke sesong, brukte vi ultrasonography å måle om en skilpadde hadde lagt alle sine clutcher for sesongen, og var dermed på vei til å begynne sin nesting migrering. Ved hjelp av en Sonosite 180 Plus sanntids bærbar ultralydsenhet, skannte vi inngangshulen av leatherback skilpadder for å undersøke skilpadden eggstokkene for bevis på vitellogen follikler 58, 59 . Hvis mindre enn fem vitellogene follikler var tilstede per eggstokk, fant vi ut at skildpadden hadde lagt sin endelige kobling for den sesongen, og var dermed en egnet kandidat for vedlegg av en satellitt sender. Satellitt-sendere var bare knyttet til skilpadder som syntes å være i god helse og uten åpenbare skader.

Vev prøvetaking og forberedelse

Hudprøver ble samlet fra totalt 96 skinnpadder (inkludert alle satellittsporede skildpadder) sammen med 120 loggerhovedskildpadder. Til sammen 27 skinnpadder ble samplet mer enn en gang, mens ingen av loggerhodeskildpaddene ble samplet flere ganger. Når en person ble samplet mer enn en gang, brukte vi middelverdiene for δ 13 C og δ 15 N i alle etterfølgende analyser. Hudprøver ble samlet i preferanse til andre overflatiske vev (f.eks. Blod), fordi isotopomsetningen av hud i store reptiler er på skalaen fra måneder til år 60, 61 . Dermed bør den reflektere fôringsforholdene ved de tidligere fôringsområdene, og ikke variere vesentlig over høstesesongen.

Hudprøver ble samlet inn ved hjelp av en steril 6-mm biopsy punch fra medialkanten av den fremre eller bakre flipper, og unngår tidligere arrvev. Etter at huden ble fjernet, ble området sterilisert ved bruk av antiseptisk spray (oksytetracyklin). Hudprøven ble umiddelbart lagret i 95% ugenaturert etyletanol og holdt ved romtemperatur under transport og lagring. I laboratoriet ble det øvre lag av huden (stratum corneum, senere referert til bare som hud) separert fra det underliggende vevet ved hjelp av en skalpell. Resterende hud ble skyllet med avionisert vann og terninger i 10 til 20 stykker. De terninger ble tørket i minst 6 timer ved bruk av en rotasjonsfordamper. De tørkede prøver ble veid ved bruk av en mikrobalanse og mellom 0, 3 og 1, 0 mg av prøven ble pakket inn i tinkapsler for massespektrometri.

Stabil isotopanalyse

Stabile isotopanalyser ble utført på Purdue Stable Isotope Facility, plassert i Department of Earth, Atmospheric og Planetary Sciences ved Purdue University, USA. Forholdet mellom 13 C og 12 C og 15 N til 14 N i hver prøve ble bestemt ved bruk av en Carlo Erba 1108 Elemental Analyzer, kombinert med et Sercon 20-22 kontinuerlig Flow Isotope Ratio Mass Spectrometer. Stabile isotopverdier ble uttrykt i delta (δ) notasjon i forhold til universelle standarder i deler per tusen (‰) ved å bruke følgende ligning:

X refererer til 13 C eller 15 N. R- prøven er forholdet mellom tyngre og lettere isotoper av det aktuelle elementet i prøven, mens R- standarden er forholdet mellom tyngre og lettere isotoper av standarden. Standarden for δ 13 C er Pee Dee Belemnite og for δ 15 N er atmosfærisk nitrogen. Analysene ble kalibrert for å sikre reproduserbarhet ved bruk av replikater av ferskenbladstandarder (NIST1547) med standardavvik (σ) på δ 13 C som er ≤0, 2 ‰ og δ 15 N er ≤0, 35 ‰. Vi benyttet en post-hoc korreksjonsfaktor for å ta hensyn til lipider i prøvene 62 . For å vurdere stabil isotopevariasjon mellom hudprøver ble 27 prøver valgt tilfeldig og kjørt i duplikat. Standardavviket (σ) mellom duplikatprøver i δ 13 C var 0, 37 ‰, og for δ var 15 N 0, 55 ‰.

Analyse av bevegelsesdata

Steder fra satellittsenderne ble oppnådd via Argos Satellite System (Maryland, USA). Disse dataene ble filtrert ved hjelp av et maksimalhastighetsfilter på 240 km d -1, og bare den mest nøyaktige plasseringen (basert på plasseringsklasse) per dag ble beholdt. I dager da ingen data var tilgjengelige, ble en Bayesian state-space modell 63 brukt til å estimere daglige steder basert på hastighetsfiltrerte data. Statens rommodell genererte daglige stillingsestimater for hver skilpadde, og ble kjørt med 2 kjeder for 30 000 Markov Chain Monte Carlo prøver med 10 000 brenner i (tynn = 5). Bare 10% av de endelige plasseringene brukte modellerte data, og vi brukte fortrinnsvis de raske dataene i stedet for dataene i state-space-modellene, da de modellerte dataene til og med forsynte tilsynelatende falske resultater.

Satellitttelemetri dataene ble overlaid på romlig referert bathymetry og Net Primary Productivity (NPP) datasett. Bathymetri data ved en romlig oppløsning på 0, 017 ° ble gitt av den globale nødmodellen, ETOPO1, tilgjengelig på National Geographic Data Center, USA (//www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/). Månedlige kompositter av NPP ved en romlig oppløsning på 0, 083 ° ble gitt av Epperly-VPGM-modellen tilgjengelig på Oregon State University Ocean Productivity Page (//www.science.oregonstate.edu/ocean.productivity/index.php). 5-dagers kompositter av havstrømmer ved en romlig oppløsning på 0.333 ° ble gitt av Ocean Surface Current Analysis Real-time (OSCAR) (//podaac-www.jpl.nasa.gov/dataset/OSCAR_L4_OC_third.deg). Kartene ble opprettet ved hjelp av ArcGIS v. 10.3 (//www.arcgis.com/).

statistiske analyser

For å teste om leatherback skilpadder sporet av satellitt til forskjellige foraging områder viste utpreget stabile isotop verdier, brukte vi en multivariate variasjonsanalyse (MANOVA) med en Pillai's sporprøve for å sammenligne verdiene av δ 13 C og δ 15 N fra skilpadder med separat formodet foraging områder. Data ble testet for normalitet og homogenitet ved bruk av henholdsvis Kolmogorov-Smirnov og Levene-testen. Hvis isotopverdiene av skilpadder fra forskjellige foraging områder var statistisk forskjellig, ville det gi bevis for at disse dyrene viser foraging site troskap mellom nesting sesonger. Enda viktigere, vil det også konkludere at stabil isotopanalyse er et egnet verktøy for å utlede foraging områder for havskildpadder i regionen.

Når våre resultater tyder på at stabil isotopanalyse kan brukes til å avgjøre om skinnpadder var foraging i enten kystnære eller oceaniske habitater, brukte vi en lineær diskriminerende funksjonanalyse for å bestemme de fôrende habitatene til skilpadder som ikke ble sporet av satellitt. Vi brukte δ 13 C og δ 15 N forholdene til de 16 satellitt-sporet leatherback skilpaddene med kjente foraging områder som et treningsdatasett (ved bruk av likeveide priors) for å definere diskrimineringsfunksjonene. De avledede diskrimineringsfunksjonene ble brukt til å bestemme sannsynligheten for at hver leatherback skilpadde som ikke ble sporet tilhørte et bestemt foragingområde. Hvis sannsynligheten var> 80%, ble en person tilordnet det foraging området. For å teste nøyaktigheten av våre oppdrag brukte vi jackknife (leave-one-out) kryss-validering. Ved denne metoden fjernes hver av de satellittsporede skilpaddene fra treningsdatasettet og klassifiseres deretter til et foragingområde ved bruk av diskrimineringsfunksjonene som er avledet fra de gjenværende satellittsporskilpaddene. Data ble analysert ved hjelp av programmet R (R Development Core Team 2011) med et a-nivå på 0, 05.

Tilleggsinformasjon

How to cite this article : Robinson, NJ et al. Coastal leatherback turtles reveal conservation hotspot. Sci. Rep. 6, 37851; doi: 10.1038/srep37851 (2016).

Utgiverens notat: Springer Nature forblir nøytral med hensyn til jurisdiksjonelle krav i publiserte kart og institusjonelle tilknytninger.

Tilleggsinformasjon

Word-dokumenter

  1. 1.

    Tilleggsinformasjon

kommentarer

Ved å sende inn en kommentar, godtar du å overholde våre vilkår og retningslinjer for fellesskapet. Hvis du finner noe fornærmende eller som ikke overholder våre vilkår eller retningslinjer, merk det som upassende.

Anbefalt Redaksjonens