Role of the wider Azores region as a nursery ground for North Atlantic blue shark (Prionace glauca)

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar (Ecologia Marinha)

O tubarão azul tornou-se uma importante captura acessória na pescaria de palangre do Atlântico norte ou até, nalguns casos, a espécie alvo da pescaria quando a abundância de espadarte é reduzida. Contudo, a sua complexa estrutura populacional e ciclo de vida permanecem largamente desconhecidos, limitando os actuais esforços de conservação e gestão desta espécie. Em particular, é preocupante a possível sobreposição da pescaria com zonas de maternidade, pois a sobrevivência juvenil foi demonstrada ser essencial para a manutenção das suas populações. O objectivo principal desta dissertação foi, assim, melhorar o conhecimento da ecologia espacial desta espécie no Atlântico norte, centrada no segmento juvenil e na área central desta bacia oceânica. Esta região foi identificada como possível maternidade e tem sido intensamente explorada pelas frontas palangreiras espanhola e portuguesa. A análise detalhada da demografia e abundância sazonal de tubarão azul no Atlântico norte central baseada em dados independentes da pescaria e em dados de observadores demonstrou o papel central da área para a população norte Atlântica. As capturas variaram significativamente ao longo do ano, reflectindo a presença variável dos diferentes sexos e componentes etários da população na área, e foram fortemente influenciadas por factores ambientais como a temperatura de superfície, as anomalias de altura superficial, e o ciclo lunar. Em geral, as capturas foram dominadas por tubarão azul juvenil, sobretudo nos meses de inverno. Os juvenis de primeiro ano de ambos os sexos encontram-se na região durante todo o ano enquanto os de maior idade alternam sazonalmente a sua presença. A presença de fêmeas maturas em estado de gravidez avançado sugere também que a área possa ser usada como zona de desova. Machos maturos aparecem sobretudo no verão, provavelmente para se alimentar. A presença periódica destas componentes populacionais enfatiza o papel central da área pois algumas estão também sazonalmente associadas a um dos lados do Atlântico. Este papel central da área foi corroborado por uma experiência de telemetria de satélite desenhada para investigar os movimentos de longa duração, distribuição e uso do habitat dos juvenis. Desta experiência resultaram fortes evidências da existência de uma maternidade anual para os juvenis pequenos de tubarão azul no Atlântico norte central. Os padrões de larga escala de segregação sexual e as mudanças na distribuição e movimentos ao longo da vida da espécie são revelados e discutidos à luz das adaptações evolutivas dos tubarões pelágicos no seu ambiente oceânico. Finalmente, o habitat pelágico dos juvenis de tubarão azul foi inferido usando uma modelação estatística ambiental desenvolvida para quantificar a preferência do habitat baseado em dados de telemetria e das pescarias. Os modelos demonstraram que os padrões de distribuição espacio-temporal dos juvenis e de segregação são moldados, em larga medida, pelas diferentes preferências, e revelaram a existência de estratégias distintas para explorar alguns habitates mais productivos dentro da área de distribuição. Pela primeira vez são feitas predicções do habitat essencial pelágico de juvenil de tubarão azul para o Atlântico norte, oferecendo um enquadramento unificador da dinâmica especial estruturadora da população juvenil à escala da bacia oceânica.

ABSTRACT: In the North Atlantic, blue shark has become an important by-catch for the pelagic swordfish fisheries, and, in some cases, even the target species of the fishery when swordfish abundance is low. Still, their complex life cycle and population structure remain poorly understood, limiting current management and conservation efforts for this species. Particular concern exists regarding the possible overlap between pelagic longline fisheries and putative juvenile grounds, given that juvenile survival was shown to be essential for the maintenance of blue shark populations. The main goal of this dissertation was therefore to improve the knowledge on the spatial ecology of North Atlantic blue shark, particularly focusing on the juvenile segment of the population and the central area of the oceanic basin. This region in the central North Atlantic has been identified as a putative nursery area and is being heavily exploited by pelagic longline fleets from Spain and Portugal. A detailed analysis of the demography and seasonal abundance of blue shark in the central North Atlantic based on detailed analyses of fishery independent and observer data, demonstrated the central role of the area for North Atlantic blue shark population. Catch rates varied greatly over the year, reflecting the changing presence of different sex and life stages in the area, and were strongly influenced by environmental factors, namely sea surface temperature, sea surface height anomalies and lunar cycle. In general, the catches were strongly dominated by juvenile blue sharks, with higher catch rates during winter months. Young-of-the-year juveniles of both sexes were present throughout the year, while the presence of older juveniles of both sexes alternated seasonally. The presence of mature females in advanced stages of pregnancy during spring further suggests that the area is used as a pupping ground. Mature males appear mainly during summer, probably for feeding. The periodic presence of all these life stages emphasises the central role of the area, as some of these population components are seasonally associated with one of either sides of the North Atlantic. This central role was corroborated by a satellite tagging experiment that was designed to investigate the long-term movements, distribution and habitat use of mainly juvenile blue shark. This experiment provided strong evidence for the existence of a year round oceanic nursery for small juvenile blue shark in the central North Atlantic. Moreover, large scale patterns of sexual segregation and shifts in distribution and movements across the species’ life history were revealed and discussed in light of the evolutionary adaptations of pelagic sharks to their oceanic environment. Finally, the pelagic habitats juvenile blue shark were inferred using a statistical modeling approach that was developed to quantify habitat preference based on both satellite telemetry data and fisheries data. The models demonstrated that the spatio-temporal distributions of juveniles and patterns of segregation are shaped to a large extend by differential habitat preferences and revealed the existence of different strategies to exploit some of the most productive habitats within their range. For the first time, predictions of essential pelagic habitats of juvenile blue shark in the North Atlantic provide a unifying framework to understand the dynamic spatial structuring of the juvenile blue shark population at the scale of entire ocean basin.

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Grant number SFRH/BD/46891/2008).

EU FP7 (FP7 KBBE/2007/1/210496).