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Publicação
Influence of external factors in the survival and reproductive success of the Loggerhead turtle, Caretta caretta, in Maio island, Cape Verde
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Resumo(s)
As tartarugas marinhas são criaturas peculiares, com ciclos de vida complexos e dinâmicos, capazes de realizar longos trajetos migratórios entre vários tipos de habitats. Graças às características da sua história de vida - desde a sua fenologia e distribuição às suas características fisiológicas (organismos ectotérmicos) e anatómicas - as tartarugas marinhas são altamente vulneráveis a inúmeras ameaças que afetam diretamente a sua sobrevivência, ou que indiretamente limitam o seu sucesso reprodutivo. Embora todos os estágios de vida estejam suscetíveis a ameaças, a maioria da informação acerca das mesmas está concentrada nos primeiros estágios, ocorrem em meio terrestre, uma vez que é mais acessível obtê-la. Durante o processo de incubação em praias arenosas, os embriões estão dependentes das condições ambientais da areia envolvente que por sua vez influenciam fatores como o teor em humidade, concentração de gases e temperatura, responsáveis por um correto desenvolvimento. O equilíbrio hídrico entre o embrião e o meio é fundamental para, por um lado, evitar perdas de água por evaporação, causando dessecação e, por outro lado, para evitar a morte por asfixia ao condicionar as trocas gasosas. Dependendo da localização do ninho na praia e das características topográficas da mesma (largura, elevação em relação ao mar, etc.), os ninhos estão mais ou menos propensos a eventos de inundação. Eventos momentâneos e esporádicos podem beneficiar o processo de incubação ao renovar o conteúdo de água bem como ao reduzir a temperatura do meio envolvente. Contudo, eventos de maior duração e com maior ocorrência, que ocorrem frequentemente em ninhos colocados junto ao nível da maré alta e em praias com maior propensão para inundação, podem levar à inviabilização total da ninhada. A temperatura, para além de ser responsável por inúmeros processos biológicos e fisiológicos destes seres ectotérmicos enquanto adultos (p.ex. distribuição, fenologia, hábitos alimentares e taxas de crescimento), está altamente associada aos processos reprodutivos. O Intervalo de Tolerância Térmica (ITT) define a gama de temperaturas em que os embriões podem desenvolver-se corretamente, sendo que temperaturas acima ou abaixo desses limites térmicos por períodos estendidos podem causar stress ou mesmo morte embrionária. A determinação sexual das crias é igualmente reflexo da temperatura ambiente, com temperaturas mais altas a gerar mais fêmeas, e temperaturas mais baixas a produzir mais machos. Considerando o panorama das alterações climáticas, o aumento previsto da temperatura ambiente representa uma potencial ameaça à sobrevivência e ao sucesso reprodutivo das tartarugas marinhas. Subidas ligeiras de temperatura podem representar alterações severas na dinâmica da população ao condicionarem a etapa reprodutiva. Por exemplo, em muitas populações de Tartarugas-comum de todo o mundo, já se regista um grande desvio no rácio dos sexos das ninhadas para o sexo feminino. A contínua subida de temperatura pode levar à total feminização das ninhadas, o que no futuro poderá levar a problemas de infertilidade. Ainda, caso a temperatura da areia atinga valores acima do limite térmico máximo suportado pelos embriões, o desenvolvimento embrionário pode ser comprometido, levando à perda de coortes. Para além das condições ambientais, fatores bióticos podem igualmente representar um perigo para a sobrevivência das ninhadas. A predação é uma das causas de mortalidade mais comum, mas também infeções fúngicas ou bacterianas são apontadas como frequente causa de morte em diversas praias de todo o mundo. Os mamíferos são os predadores mais reportados, contribuindo para grandes níveis de mortalidade de ninhos de tartarugas, mas também pássaros, répteis e crustáceos têm-se revelado grandes predadores de tartaruga marinha em algumas praias. O arquipélago de Cabo Verde, na costa Oeste de África, abriga a terceira maior subpopulação de Tartaruga-comum (Caretta caretta) do mundo. O caranguejo-fantasma Ocypode cursor é atualmente o maior predador de ninhos nas praias de Cabo Verde. Este organismo semi-terrestre é altamente dependente do teor em humidade para respirar pelo que apresenta um comportamento notívago e crepuscular. Os indivíduos mais novos têm uma dispersão mais reduzida, limitando-se essencialmente à zona da linha da maré, contudo, os indivíduos maiores são capazes de cobrir grandes extensões das praias, incluindo as zonas de desova das tartarugas. O seu impacto predatório tem sido amplamente estudado em praias da Ilha da Boavista, onde mais de 50% dos ninhos podem ser afetados, mas pouco se sabe sobre a sua ação nas praias das restantes ilhas. O objetivo principal desde estudo passa pela melhor compreensão do impacto das diversas fontes de mortalidade no sucesso reprodutivo de Tartaruga-comum (Caretta caretta) do mundo, mais propriamente o impacto 1) da predação por caranguejos-fantasma, 2) da inundação e 3) da temperatura. A grande heterogeneidade de coloração nas praias na Ilha do Maio permitiu conduzir um estudo pioneiro em Cabo Verde, e provavelmente no mundo, ao conjugar o impacto de vários fatores ambientais na mesma linha temporal. Isto é, considerando que diferentes colorações de areia implicam diferentes gamas de temperatura, foi possível avaliar em simultâneo o impacto direto da predação por caranguejos-fantasma, da inundação e da temperatura da areia no sucesso dos ninhos de Tartaruga-comum, bem como a possível relação entre esses fatores. Dessa forma, foram monitorizados diariamente 70 ninhos de modo a avaliar o impacto direto da predação e da inundação na incubação, bem como o impacto de outras causas (p.ex. temperatura) por método indireto, como reflexo da mortalidade derivada de causas que não a predação nem a inundação. O impacto da predação e o impacto de outras causas, como a temperatura, mostraram-se relacionados com a coloração da areia, contrariamente ao impacto da inundação, que se mostrou mais relacionado com outras características da praia, como a hidrodinâmica (limites das marés, energia de ondas) e a topografia das praias (largura, elevação, inclinação). Os ninhos do viveiro revelaram o maior sucesso de eclosão (≈76%) e consequentemente menor taxa de mortalidade, significativamente diferentes dos ninhos do meio natural, o que reforça o impacto positivo da implementação desta técnica. Tal como esperado, as praias mais escuras revelaram ser as praias menos adequadas à incubação de ninhos de Tartarugas-comuns, com uma média de mortalidade de quase 80%, contrariamente às praias brancas cujo impacto da mortalidade foi aproximadamente 54%. Os resultados das praias escuras não só se destacaram por revelarem a maior taxa de mortalidade, mas também porque, contrariamente ao esperado, revelaram a maior densidade de caranguejos-fantasma e a maior taxa de predação de ninhos, sugerindo que as elevadas condições térmicas, encontradas nessas praias, não parecem afetar a sobrevivência destes predadores. As praias mistas, embora com coloração intermédia, sobressaíram pelos seus resultados opostos aos das praias escuras: menor densidade de caranguejos-fantasma e, consequentemente, menor taxa de predação. Isto sugere a existência de um fator extrínseco à temperatura, que condiciona a sua sobrevivência e atividade predatória, o que justifica os resultados obtidos. Estas praias destacaram-se ainda pela elevada taxa de mortalidade devido a outras causas como a temperatura. As praias claras revelaram-se as mais adequadas para a incubação de ninhos de Tartaruga-comum pois, apesar do impacto de causas como a temperatura ter sido semelhante entre praias escuras e claras (≈25%), a disparidade de valores de mortalidade total entre as mesmas deveu-se essencialmente ao elevado impacto da predação nas praias escuras. A coloração da areia foi um fator importante no sucesso reprodutivo das tartarugas não só pela temperatura associada, mas também pela sua influência na ecologia de um dos maiores predadores de ninhos, o caranguejo-fantasma. Estes caranguejos não parecerem ser afetados diretamente pelas condições térmicas das praias. Outro fator extrínseco à temperatura, e essencialmente associado às praias mistas, parece limitar a densidade dos mesmos, bem como o seu impacto predatório sobre os ninhos. Futuros trabalhos de investigação permitirão responder às questões levantadas por este estudo e com certeza tomar decisões conservativas mais acertadas, que proporcionem um melhor futuro a esta e a outras subpopulações de Tartarugas-comum.
The main purpose of this project was to better understand the impact of the various sources of mortality on the reproductive success of the third largest sub-population of the loggerhead sea turtle (Caretta caretta) in Cape Verde, more precisely the impact of predation by ghost crabs, inundation phenomena and temperature. Although sporadic inundation events may benefit the incubation process by renewing the water content and reducing the temperature of the surrounding environment, more intense and frequent events can asphyxiate the embryos and lead to total clutch loss. Temperature also plays an important role on reproduction by controlling the embryonic development, defining the sex ratio of the clutch and predicting the offspring fitness. Extreme temperatures may lead to total feminization of the clutch or compromise the embryos viability. Biotic features, such as fungal infections and depredation can also represent great hazards to nest success. In Cape Verde beaches, the main nests predator is the ghost crab (Ocypode cursor), which can predate more than 50% of the nests. The great heterogeneity of coloration on the beaches in the Island of Maio allowed to enrol in a pioneering study in Cape Verde, and probably in the world, combining the impact of several environmental factors on the same timeline. That is, considering that different sand colorations imply different temperature ranges, it was possible to simultaneously assess the direct impact of predation by ghost crabs, inundation and sand temperature on the success of loggerhead sea turtle nests, as well as the possible interaction between these factors. The results showed an absence of interaction between sand coloration and inundation impact. On the other hand, predation and other mortality causes such as temperature, were clearly related to the color of the sand. As expected, the darker beaches proved to be the least suitable beaches to incubate loggerhead sea turtle nests, with almost 80% of mortality rate. Not only temperature contributed to eggs mortality, but also, and contrary to what was expected, the density of ghost crabs and, consequently the predation impact was significantly higher on those beaches. The mixed beaches stood out for its opposite results, by recording the lowest crabs’ density and the lowest predation impact of all beach type, and the highest mean mortality rate by other causes as temperature. The light beaches revealed to be the most suitable type of beach for nesting, by showing the lowest mean mortality rate, with predation and other causes impact having similar influence. Sand coloration proved to be an important factor in the reproductive success of turtles not only due to the associated temperature, but also because of its influence on the ecology of one of the greatest nest predators. Although they do not appear to be affected directly by thermal conditions, another temperature-extrinsic factor, and essentially associated to mixed beaches, seems to limit their density as well as their predatory impact on nests. Future research will allow to answer the questions raised by this study and certainly take decisions that provide a better future for this and other subpopulations of loggerhead sea turtles.
The main purpose of this project was to better understand the impact of the various sources of mortality on the reproductive success of the third largest sub-population of the loggerhead sea turtle (Caretta caretta) in Cape Verde, more precisely the impact of predation by ghost crabs, inundation phenomena and temperature. Although sporadic inundation events may benefit the incubation process by renewing the water content and reducing the temperature of the surrounding environment, more intense and frequent events can asphyxiate the embryos and lead to total clutch loss. Temperature also plays an important role on reproduction by controlling the embryonic development, defining the sex ratio of the clutch and predicting the offspring fitness. Extreme temperatures may lead to total feminization of the clutch or compromise the embryos viability. Biotic features, such as fungal infections and depredation can also represent great hazards to nest success. In Cape Verde beaches, the main nests predator is the ghost crab (Ocypode cursor), which can predate more than 50% of the nests. The great heterogeneity of coloration on the beaches in the Island of Maio allowed to enrol in a pioneering study in Cape Verde, and probably in the world, combining the impact of several environmental factors on the same timeline. That is, considering that different sand colorations imply different temperature ranges, it was possible to simultaneously assess the direct impact of predation by ghost crabs, inundation and sand temperature on the success of loggerhead sea turtle nests, as well as the possible interaction between these factors. The results showed an absence of interaction between sand coloration and inundation impact. On the other hand, predation and other mortality causes such as temperature, were clearly related to the color of the sand. As expected, the darker beaches proved to be the least suitable beaches to incubate loggerhead sea turtle nests, with almost 80% of mortality rate. Not only temperature contributed to eggs mortality, but also, and contrary to what was expected, the density of ghost crabs and, consequently the predation impact was significantly higher on those beaches. The mixed beaches stood out for its opposite results, by recording the lowest crabs’ density and the lowest predation impact of all beach type, and the highest mean mortality rate by other causes as temperature. The light beaches revealed to be the most suitable type of beach for nesting, by showing the lowest mean mortality rate, with predation and other causes impact having similar influence. Sand coloration proved to be an important factor in the reproductive success of turtles not only due to the associated temperature, but also because of its influence on the ecology of one of the greatest nest predators. Although they do not appear to be affected directly by thermal conditions, another temperature-extrinsic factor, and essentially associated to mixed beaches, seems to limit their density as well as their predatory impact on nests. Future research will allow to answer the questions raised by this study and certainly take decisions that provide a better future for this and other subpopulations of loggerhead sea turtles.
Descrição
Tese de mestrado em Ecologia Marinha, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2017
Palavras-chave
Coloração da areia Sucesso reprodutivo Caretta caretta Ocypode cursor Impacto térmico Teses de mestrado - 2017