Sei whale (Balaenoptera borealis) ecology and management in the North Atlantic

Tese de Doutoramento em Ciências do Mar, especialidade em Ecologia Marinha.

O estado actual da investigação e lacunas de conhecimento sobre a biologia e ecologia da baleia sardinheira (Balaenoptera borealis) no Atlântico Norte (AN) são revistos e quantificados. As áreas de investimento necessário para suportar a gestão da espécie são identificadas e são feitas sugestões para resolver deficiências de dados. Metodologias modernas de obtenção e tratamento de dados são utilizadas para caracterizar o habitat de verão da baleia sardinheira no Atlântico noroeste, para estudar a migração e comportamento alimentar da espécie no AN e para investigar a plausibilidade das actuais áreas de gestão populacional. Os resultados demonstram que a investigação acerca da baleia sardinheira estagnou há mais de duas décadas. A maior parte do conhecimento sobre aspectos essenciais da espécie baseia-se em dados da baleação. Os padrões de movimentação e a distribuição durante o inverno são virtualmente desconhecidos e subsiste uma grande incerteza quanto à existência e identidade de unidades populacionais no AN. As estimativas de abundância são dispersas e restringem-se a uma pequena parte do habitat de verão da espécie. Para compreender melhor a distribuição da baleia sardinheira no Atlântico noroeste, um modelo foi ajustado a dados de presença obtidos a partir de avistamentos durante campanhas de amostragem navais e aéreas, observações oportunísticas e capturas nas águas da Nova Inglaterra e Nova Escócia. O modelo prevê a existência de habitat favorável em áreas de conhecida agregação da espécie no verão, mas também indica a existência de outras áreas favoráveis, principalmente ao longo do talude continental. Existe alguma sobreposição do habitat da baleia sardinheira com o da baleia franca (Eubalaena glacialis), o que pode resultar em competição alimentar. A migração da baleia sardinheira no AN foi investigada utilizando telemetria por satélite. Os resultados demonstram a existência de um corredor migratório entre os Açores e o Mar do Labrador (ML). Um modelo probabilístico Bayesiano de estados num espaço (state space model) foi utilizado para investigar o comportamento das baleias, demonstrando que o ML é uma área de alimentação para a espécie. As baleias vistas nos Açores provavelmente passam o inverno em regiões a sul ou sudeste do arquipélago, possivelmente ao largo da costa ocidental africana. O estudo permitiu identificar padrões desconhecidos sobre a distribuição, movimentos e utilização de habitat da baleia sardinheira no AN, provendo informação nova e actualizada, essencial para a criação de cenários plausíveis sobre a estrutura populacional da espécie.

ABSTRACT: The current knowledge and data gaps on the biology and ecology of the sei whale (Balaenoptera borealis) in the North Atlantic (NA) are reviewed and quantified. Topics where investment is necessary to ensure the proper management of the species are identified and suggestions are made in how to tackle data deficiencies. State of the art ecological research methods are used to characterize the summer habitat of the sei whale off New England and Nova Scotia, the migration and foraging behaviour of the species in the NA, and to investigate the plausibility of existing stock boundaries. It is shown that research on the species has been stagnant for more than two decades. Essential aspects of the sei whale ecology and biology are still mainly derived from whaling records. Movement patterns and winter distribution are not clear and great uncertainty exists about the subdivision of the NA population in further biological units. Abundance estimates in the NA are fragmentary and restricted to a small part of the known part of the species summering habitat. In order to gain insight in the distribution of the sei whale in the north-western Atlantic, a summer habitat suitability model was fit to presence-only data derived from aerial and shipboard sighting surveys, opportunistic sightings and whaling records. The model predicts high habitat suitability for areas of known sei whale aggregation off New England and Nova Scotia but also indicate that other areas, especially along the shelf edge, hold suitable conditions for the occurrence of sei whales in the summer. Further, the model indicates that the sei whale and the right whale (Eubalaena glacialis) habitats partially overlap in the studied region, which can translate in possible competition for prey. The migration of the NA sei whales was investigated using satellite telemetry. Results show a migratory corridor between the Azores islands (Portugal) and the Labrador Sea (LS) during the spring. A Bayesian switching state space model was used to investigate the behaviour of sei whales monitored by satellite tags and it is shown that the LS comprises a foraging ground for the species during spring and summer. The most probable origin of those sei whales is the region south or southeast of the Azores, possibly from wintering grounds thought to exist off northwest Africa. The results of the study uncovered unknown patterns about the distribution, movements and habitat use of the sei whale in the North Atlantic, providing new evidence essential to create plausible hypotheses about the stock structure of the species.

The work conducent to this dissertation was supported by Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) doctoral grant SFRH/BD/32520/2006 and was partially developed in the scope of projects CETAMARH (POCTI/BSE/38991/01; FCT), MACETUS (MAC/4.2/M10; EU FP5 Interreg), MARMACII (EU InterregIIIB/FEDER), TRACE (PTDC/MAR/74071/2006; FCT) and MAPCET (M2.1.2/F/012/ 2011; DRCT), cofunded by FCT, Direcção Regional da Ciência, Tecnologia e Comunicações (DRCTC), FEDER, the Competitiveness Factors Operational (COMPETE), QREN European Social Fund, and Proconvergencia Açores Program.