Small pelagics, predatory fish and seabirds : trophic and behavioural interactions in a marine protected area in Guinea-Bissau

Abstract

Rapid and significant declines in marine biodiversity, caused by overfishing and global changes, are affecting the functioning of marine ecosystems worldwide. Understanding food-web dynamics is essential for the development of efficient ecosystem management actions. In West Africa, knowledge of food-web dynamics is particularly urgent given that fish stocks are collapsing and fisheries sustain the livelihoods of a significant part of the human population. This thesis addresses the trophic interactions of the marine community of the Bijagós Archipelago, Guinea-Bissau. The extensive mangroves and mudflats of this continental archipelago make it an important area for several migratory species (e.g. marine turtles, waders) and resident species (e.g. seabirds), as well as a nursery area for several fish species. The great biodiversity value of the Bijagós led it to be declared as UNESCO Biosphere Reserve in 1996 and a Ramsar site in 2014. Nevertheless, few studies have been conducted in its marine ecosystem. Seasonal, lunar tidal and diel variations of the coastal small fish community of the Bijagós Archipelago were studied through beach seining along spatial and temporal scales. The diet and foraging behaviour of marine predators (predatory fishes and seabirds) was also studied, with particular interest in their facilitative feeding associations. Traditional methods were used for diet description, such as, the macroscopic identification of prey remains from stomach contents of predatory fish and pellets of breeding seabirds. We also used next-generation sequencing, employing DNA metabarcoding on the identification of prey in the droppings of wintering seabirds. This was the first time this method was used for studying the feeding ecology on migratory birds in their wintering quarters. Additionally, behavioural focal observations of seabirds were performed to investigate their feeding habits. Given the lack of previous descriptive studies, this work also focuses the particularities of length-weight relationships of six fish species. The present study showed that the marine ecosystem of the Bijagós is strongly dominated by a small pelagic fish species, Sardinella maderensis. This species was the most abundant throughout the year as well as in all the islands, and the most frequent item in the diet of all marine predators. In regards to facilitative foraging, different species of seabirds showed distinctive degrees of reliance on associations, ranging from completely independent to near-obligatory. The results also suggest that the use of associations influences the distribution of seabird species and may enhance their foraging success. The overall findings presented here indicate that the marine ecosystem of the Bijagós Archipelago is a wasp-waist type, with Sardinella maderensis as the key small pelagic species, and that an ecosystem-based approach must be considered for the adequate management of the archipelago. Declines in populations of predatory fish and small pelagic fish are both likely to influence the distribution and foraging success of seabirds, with impacts on their survival and breeding success.

A biodiversidade marinha tem sofrido rápidos e significativos declínios, sobretudo devido à sobrepesca e às alterações globais, o que tem afectado o funcionamento dos ecossistemas marinhos por todo o mundo. Conhecer as dinâmicas das redes tróficas é assim essencial para o desenvolvimento de acções eficientes para a gestão dos ecossistemas. Na África Ocidental, este conhecimento é ainda mais urgente, uma vez que muitas populações de stocks pesqueiros estão em colapso e as populações locais dependem grandemente da pesca e do peixe para sobreviver. A presente tese estuda as interacções tróficas da comunidade marinha do Arquipélago dos Bijagós, Guiné-Bissau. Os extensos mangais e zonas de vasa intertidal que este arquipélago continental contém, fazem dele uma área de extrema importância para uma variedade de espécies migradoras (e.g. tartarugas marinhas, aves limícolas), de espécies residentes (e.g. aves marinhas), e também como berçário de várias espécies de peixes. O seu grande valor em termos de biodiversidade levou os Bijagós a serem declarados Reserva Biosfera pela UNESCO em 1996 e sítio Ramsar em 2014. Ainda assim, poucos estudos foram realizados no seu ecossistema marinho. Neste trabalho foram estudadas as variações entre estações, ciclos lunares e ciclos diários na comunidade dos pequenos peixes pelágicos costeiros do Arquipélago dos Bijagós. Para isso foram efectuadas pescas com rede de xávega de modo a cobrir ambas as épocas e em diferentes ilhas. Foi estudada a dieta e comportamento alimentar de predadores marinhos (peixes predadores e aves marinhas), com especial interesse nas associações facilitativas alimentares. Para o estudo da dieta foram usados métodos tradicionais, como a identificação macroscópica de restos de presas presentes nos conteúdos estomacais de peixes predadores ou nas egragópilas de aves marinhas nidificantes. Foram também usados métodos de next-generation sequencing aplicando DNA metabarcoding na identificação de presas nos dejectos de aves marinhas invernantes. Esta foi a primeira vez que este método foi usado para o estudo da dieta de aves marinhas migradoras nos seus locais de invernada. Foram também realizadas observações comportamentais de aves marinhas para o estudo dos seus hábitos alimentares. Devido à falta de estudos da relação comprimento-peso para determinados peixes, esta relação foi calculada para seis espécies. O presente estudo mostrou que o ecossistema marinho dos Bijagós é fortemente dominado por uma espécie de pequeno pelágico, a Sardinella maderensis. Esta espécie foi a mais abundante ao longo do ano e em todas as ilhas. Foi também a espécie mais frequente na dieta de todos os predadores marinhos estudados. Em relação ao comportamento alimentar facilitativo, as diferentes espécies de aves marinhas mostraram distintos graus de dependência destas associações, variando entre completamente independente a quase obrigatória. Os resultados sugerem que o uso de associações influencia a distribuição das aves marinhas e pode aumentar o seu sucesso alimentar. Os resultados globais deste trabalho indicam que o ecossistema marinho do Arquipélago dos Bijagós é do tipo wasp-waist, com a Sardinella maderensis como espécie de pequeno pelágico chave. Assim, para uma conservação eficiente do arquipélago, deve ser considerada uma abordagem de gestão ao nível do ecossistema. Diminuições das populações tanto de peixes predadores como de pequenos pelágicos são igualmente susceptíveis a influenciar a distribuição e sucesso alimentar das aves marinhas, com impacto na sua sobrevivência e sucesso reprodutor.