Marcação-recaptura de indivíduos reconhecidos acusticamente: o caso do Boto-de-Lahille (Tursiops truncatus gephyreus) no Sul do Brasil

Abstract

Muitas questões ecológicas só podem ser respondidas através do monitoramento contínuo de indivíduos, tornando o reconhecimento individual um desafio permanente para a ecologia de populações. Este estudo utilizou a bioacústica como uma alternativa para o reconhecimento individual do Boto-de-Lahille (Tursiops truncatus gephyreus), residente no estuário de Laguna, sul do Brasil. Assobios assinatura foram empregados em modelos de marcação-recaptura (MR) tradicional e espacial para comparar abordagens e avaliar a eficiência para o monitoramento acústico populacional. Foram analisadas 1.600 horas de gravações acústicas obtidas em 2020 por meio de um Monitoramento Acústico Passivo Estático (MAPE), utilizando gravadores de áudio modulares conectados a hidrofones. Esses módulos foram distribuídos em seis pontos no estuário, com coletas contínuas realizadas durante três dias em cada uma das quatro estações (verão, outono, inverno, primavera). A detecção dos assobios foi feita no software Pamguard, utilizando o módulo Whistle and Moan detector, e a identificação de cada assobio seguiu os critérios do método Signature Identification (SIGID), no software Raven Pro 1.6. As estimativas populacionais foram realizadas por meio de modelos de MR tradicional (e.g. Robust Design) e de modelos de MR espacial (e.g. oSCR). Foram identificados 18 novos assobios assinatura, que se somaram a 8 previamente identificados, para a construção de um histórico de captura para as análises. Os modelos tradicionais indicaram uma probabilidade de captura constante entre estações de 0.07 (95%IC: 0.06-0.08). As estimativas de abundância por estação foram: verão (16; 95%IC: 15-21); outono (21; 95%IC: 20-24); inverno (12; 95%IC: 11-14), primavera (17; 95%IC: 16-19). Já os modelos espaciais indicaram uma probabilidade de captura variável entre os locais monitorados e horário do dia (0,01 a 0,31), e uma densidade populacional constante de 0,26 indivíduos/km² (IC95%: 0,18-0,36), resultando em uma abundância de 52 indivíduos (IC95%: 37-73) ao considerar a área de 200 km² ocupada pelos botos, em concordância com estimativas obtidas via dados de fotoidentificação (foto-ID). Uma análise de poder foi aplicada para comparar os resultados obtidos com MR tradicional usando dados de foto-ID com resultados de MR espacial com dados acústicos. A análise indicou que a estimativa gerada pela MR tradicional por Desenho Robusto (DR) é consideravelmente mais precisa (CV=0.07) do que a estimativa gerada pela MR espacial (CV=0.17). Contudo, a abordagem com dados de foto-ID fica 18% mais cara comparado a abordagem utilizando dados acústicos. A análise também demonstrou que a MR tradicional (por DR) com dados de foto-ID é mais rápida em detectar tendências, levando 5 anos para detectar um declínio anual de 5% na população, enquanto para a MR espacial com dados acústicos levaria 15 anos para obter o mesmo resultado. Esses resultados indicam um potencial da bioacústica como ferramenta para o reconhecimento individual e monitoramento populacional para pequenos cetáceos. No entanto, para o estudo de caso explorado, adequações de esforço, desenho amostral e processamento de dados são necessários para se utilizar estes dados e abordagens de forma realmente eficiente em um contexto de monitoramento de longo prazo.

Abstract: Many ecological questions can only be answered through continuous monitoring of individuals. Therefore, individual recognition is a constant challenge for population ecology. In this study we used bioacoustics as an alternative for individual recognition in a population of bottlenose dolphin (Tursiops truncatus gephyreus) resident in the Laguna estuary, southern Brazil. Signature whistles were used in traditional and spatial mark-recapture models in order to compare the different approaches and evaluate the efficiency of acoustic population monitoring. We analyzed 1600 hours of acoustic recordings obtained in 2020 through a Passive Acoustic Monitoring (PAM), using modular audio recorders connected to hydrophones. These modules were distributed at six points in the estuary, with continuous collections carried out over three days in each of the four seasons (summer, fall, winter, spring). The whistles were detected using the Pamguard software, using the Whistle and Moan detector module, and the identification of each whistle followed the criteria of the Signature Identification (SIGID) method in the Raven Pro 1.6 software. Population estimates were made using traditional mark-recapture models (e.g. Robust Design) and spatial mark-recapture models (e.g. oSCR). Eighteen new signature whistles were identified, which were added to the eight previously identified, in order to build up a capture history for the analyses. The traditional models (DR) indicated a constant capture probability between seasons of 0.07 (95%IC: 0.06-0.08). The abundance estimates by season were: summer (16; 95%IC: 15-21); fall (21; 95%IC: 20-24); winter (12; 95%IC: 11-14), spring (17; 95%IC: 16-19). The spatial models (SCR) indicated a constant population density of 0.26 individuals/km² (95%CI: 0.18-0.36), suggesting an abundance of 52 individuals (95%CI: 37-73) when considering the 200km² area occupied by the dolphins, in agreement with estimates obtained via photoidentification data. The power analysis indicated that the estimate generated by traditional mark-recapture using Robust Design (RD) was considerably more accurate (CV=0.07) than the estimate generated by spatial mark-recapture (SCR) (CV=0.17), although in terms of cos, the approach using photo-ID data is 18% more expensive than the approach using acoustic data. The analysis also showed that traditional mark-recapture with photo-ID data is faster at detecting trends, taking 5 years to detect a 5% decline in the population. Whereas spatial mark-recapture with acoustic data would take 15 years to obtain the same result. These results show the potential of bioacoustics as a tool for individual recognition and population monitoring for small cetaceans, but we still need to make greater efforts to really apply this methodology efficiently to the population in question.