Uso do habitat e identificação de unidades populacionais de pequenos cetáceos do Atlântico Sul-Ocidental através de isótopos estáveis e elementos traço

Abstract

O objetivo geral desta tese foi identificar unidades populacionais (estoques ecológicos) e determinar padrões de uso de habitat de pequenos cetáceos no Atlântico Sul Ocidental por meio de traçadores químicos. A análise de isótopos estáveis foi utilizada como ferramenta para identificar estoques ecológicos de botos-cinza (Sotalia guianensis) e toninhas (Pontoporia blainvillei) e o uso do habitat de delfinídeos. Adicionalmente, as razões de Ba/Ca, Sr/Ca e Ba/Sr foram utilizadas, pela primeira vez, para caracterizar os padrões de uso de habitats por espécies de cetáceos ao longo de gradientes de salinidade. As análises químicas foram realizadas em dentes, utilizando um espectrômetro de massa acoplado a um analisador de elementos, no caso dos isótopos e a técnica de ablação a laser seguida da análise num espectrômetro de massa e plasma indutivamente acoplado, no caso do Ba e Sr. Quatro estoques ecológicos de botos-cinza foram identificados ao longo da costa do Brasil:(1) grupo Norte composto por animais de áreas costeiras adjacentes ao estuário do Amazonas (AmE) e indivíduos do Ceará (CE); (2) botos do Espírito Santo (ES); (3) animais do Norte do Rio de Janeiro (NRJ); e (4) indivíduos coletados na Baia da Babitonga (SC). Os animais coletados no Sul de São Paulo/Norte do Paraná (SP/PR) não constituíram um grupo separado. Os valores médios de 13C e 15N das toninhas sugeriram a existência de ao menos cinco estoques ecológicos habitando as seguintes regiões: (1) ES; (2) NRJ; (3) Norte de São Paulo (NSP), SP/PR e SC; (4) Rio Grande do Sul e Uruguai (RS e URU); e (5) Sul de Buenos Aires e Norte da Patagônia (ARG). Com base nos valores de 15N encontrados em ambas as espécies foi comprovada a existência de um gradiente latitudinal de enriquecimento em 15N nas costa Atlântica da América do Sul, provavelmente influenciado pelas contribuições diferenciais de nutrientes das distintas massas d'água que operam ao longo da mesma. A análise de isótopos estáveis de sete espécies de delfinídeos revelou valores altamente relacionados ao habitat e a ecologia trófica. As espécies apresentaram valores de 13C decrescentes entre espécies costeiras>de plataforma média e externa>oceânicas. Por outro lado, as espécies conformaram guildas tróficas evidenciadas pelos seus valores de isótopos de C e N. As razões Ba/Ca e Ba/Sr tiveram valores dez vezes mais altos em espécies de água doce (Inia geoffrensis e Sotalia fluviatilis) do que nas espécies marinhas. Os valores de Sr/Ca não variaram entre elas. Nas espécies marinhas, populações de toninhas, botos-cinza e Tursiops sp. residentes em áreas tipicamente estuarinas (p.ex. AmE, URU e ARG) apresentaram valores mais altos destas razões do que aquelas populações de áreas com menor influência de águas continentais (CE, NRJ, NSP, SP/PR e SC). O perfil de variação de Ba/Ca e Ba/Sr ao longo da vida obtido para nove indivíduos de Tursiops sp. do RS revelou três padrões temporais: perfis homogêneos e de valores baixos; perfis com variações temporais e valores mais altos do que os perfis homogêneos; e perfis com picos de valores extremamente altos, refletindo possivelmente, marcadas variações interanuais no regime de chuvas na região.

The main objective of this thesis was to identify population units (ecological stocks) and to determine the patterns of habitat use of small cetaceans in the Western South Atlantic by means of chemical tracers. Stable isotope analysis was used as tool for identifying ecological stocks of Guiana dolphins (Sotalia guianensis) and franciscanas (Pontoporia blainvillei) and for studying habitat use of delphinids. Additionally, the use of Ba/Ca, Sr/Ca and Ba/Sr ratios for characterizing habitat use patterns through aquatic salinity gradients was first assessed in cetaceans. Teeth chemical analyses using a mass spectrometer coupled to an elemental analyzer in the case of stable isotopes and with a laser ablation coupled to a mass and plasma inductively coupled spectrometer for the Ba, Ca and Sr analyses. Four ecological stocks of Guiana dolphins were identified along the Brazilian coast: (1) a northern group composed by dolphins from adjacent coastal areas of the Amazon estuary (AmE) and individuals from Ceará (CE); (2) dolphins from Espírito Santo (ES); (3) animals from northern Rio de Janeiro (NRJ); and (4) individuals collected in Babitonga Bay (SC). Guiana dolphins from southern São Paulo/northern Paraná (SP/PR) could not be grouped apart. Mean 13C and 15N values in franciscana teeth, suggested the existence of five ecological stocks inhabiting the following areas: (1) ES; (2) NRJ; (3) northern São Paulo (NSP), SP/PR and SC; (4) Rio Grande do Sul and Uruguay (RS and URU); and (5) southern Buenos Aires and northern Patagonia (ARG). Based on 15N values found in both species, a latitudinal trend in 15N enrichment along the Atlantic coast of South America was observed, probably due to varying nutrient contributions from different water masses. Stable isotope analysis of seven delphinids revealed values highly related to their habitat and trophic ecology. Mean 13C values decreased from coastal species>mid and outer continental shelf species>offshore. On the other hand, C and N isotopes values indicated the existence of trophic guilds among some species. Ba/Ca and Ba/Sr ratios were tenfold higher in freshwater species (Inia geoffrensis and Sotalia fluviatilis) than in marine species. Sr/Ca values did not differ between them. Among marine species, resident populations of franciscanas, Guiana dolphins and Tursiops sp. from typical estuarine areas (e.g. AmE, URU and ARG) presented higher ratios than populations from areas with minimal freshwater discharge (CE, NRJ, NSP, SP/PR and SC). Ba/Ca and Ba/Sr age-related profiles from nine individuals of Tursiops sp. from RS revealed three temporal patterns: low values with minimal temporal variation; intermediate values with peaks and troughs; and high values with peaks and troughs, the latter probably reflecting interannual variations in precipitation rates.