环境塑造了蓝鲸:三个富饶的沿海生态系统中蓝鲸形态的变化。

IF 2.2 4区 生物学 Q2 BIOLOGY
Integrative Organismal Biology Pub Date : 2023-11-20 eCollection Date: 2023-01-01 DOI:10.1093/iob/obad039
D R Barlow, K C Bierlich, W K Oestreich, G Chiang, J W Durban, J A Goldbogen, D W Johnston, M S Leslie, M J Moore, J P Ryan, L G Torres
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Monterey Bay and the Corcovado Gulf are seasonally productive and support the migratory life history strategy of the Eastern North Pacific (ENP) and Chilean blue whale populations, respectively. In contrast, the New Zealand blue whale population remains in the less productive STB year-round. All three populations were indistinguishable in total body length. However, New Zealand blue whales were in significantly higher body condition despite lower regional productivity, potentially attributable to their non-migratory strategy that facilitates lower risk of spatiotemporal misalignment with more consistently available foraging opportunities. Alternatively, the migratory strategy of the ENP and Chilean populations may be successful when their presence on the foraging grounds temporally aligns with abundant prey availability. We document differences in skull and fluke morphology between populations, which may relate to different feeding behaviors adapted to region-specific prey and habitat characteristics. These morphological features may represent a trade-off between maneuverability for prey capture and efficient long-distance migration. As oceanographic patterns shift relative to long-term means under climate change, these blue whale populations may show different vulnerabilities due to differences in migratory phenology and feeding behavior between regions. <b>Spanish abstract</b> La ecología y patrones de historia de vida de las especies a menudo se reflejan en la morfología animal. Las ballenas azules están distribuidas globalmente, con poblaciones separadas que se alimentan en diferentes regiones costeras productivas de todo el mundo. Por lo tanto, brindan la oportunidad de investigar cómo las características regionales de los ecosistemas pueden impulsar diferencias morfológicas dentro de una especie. Aquí, comparamos la oceanografía física y biológica de tres zonas de alimentación diferentes de la ballena azul: (1) Bahía de Monterey, California, EE. UU., (2) Bahía del sur de Taranaki (BST), Nueva Zelanda, y (3) Golfo de Corcovado, Chile. Adicionalmente, comparamos la morfología de las ballenas azules de estas regiones utilizando imágenes de aeronaves no tripuladas. La Bahía de Monterey y el Golfo de Corcovado son estacionalmente productivos y apoyan la estrategia migratoria de la historia de vida de las poblaciones de ballena azul chilena y del Pacífico Norte Oriental (PNO), respectivamente. Por el contrario, la población de ballena azul de Nueva Zelanda permanece en la menos productiva BST durante todo el año. Las tres poblaciones eran indistinguibles en cuanto a la longitud corporal total. Sin embargo, las ballenas azules de Nueva Zelanda tenían una condición corporal significativamente mayor a pesar de una menor productividad regional, potencialmente atribuible a su estrategia no migratoria que facilita un menor riesgo de desalineación espaciotemporal con oportunidades de alimentación disponibles de manera más consistente. Alternativamente, la estrategia migratoria de las poblaciones de ballenas PNO y chilena puede tener éxito cuando su presencia en las zonas de alimentación se alinea temporalmente con la abundante disponibilidad de presas. Documentamos diferencias en la morfología del cráneo y la aleta caudal entre poblaciones, que pueden estar relacionadas con diferentes comportamientos de alimentación adaptados a las características de hábitat y presas específicas para cada región. Estas características morfológicas pueden representar una compensación entre la maniobrabilidad para la captura de presas y una migración eficiente a larga distancia. 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摘要

物种生态和生活史模式通常反映在动物形态上。蓝鲸分布于全球,其种群在世界各地不同的沿海富饶地区觅食。因此,它们为研究区域生态系统特征如何驱动物种内部形态差异提供了机会。在此,我们比较了三个不同蓝鲸觅食地的物理和生物海洋学特征:(1) 美国加利福尼亚州蒙特雷湾;(2) 新西兰奥特亚罗瓦的南塔拉纳基湾(STB);(3) 智利科科瓦多湾。此外,我们还利用无人飞机图像对这些地区的蓝鲸形态进行了比较。蒙特雷湾和科尔科瓦多湾是季节性富饶区,分别支持东北太平洋(ENP)和智利蓝鲸种群的洄游生活史策略。相比之下,新西兰蓝鲸种群则常年生活在生产力较低的 STB。这三个种群在总体长上没有区别。然而,尽管区域生产力较低,新西兰蓝鲸的身体状况却明显较好,这可能是由于它们的非洄游策略有利于降低时空错位的风险,同时获得更多持续的觅食机会。另外,当 ENP 和智利种群出现在觅食地的时间与丰富的猎物供应相一致时,它们的迁徙策略可能会取得成功。我们记录了不同种群之间头骨和鳍条形态的差异,这可能与适应特定地区猎物和栖息地特征的不同捕食行为有关。这些形态特征可能代表了捕获猎物的机动性与高效长途迁徙之间的权衡。随着气候变化下海洋模式相对于长期平均值的变化,这些蓝鲸种群可能会因不同地区之间迁徙物候学和摄食行为的差异而表现出不同的脆弱性。物种的生态和生活史模式通常反映在动物形态上。蓝鲸分布在全球各地,其不同的种群在世界各地不同的富饶沿海地区觅食。因此,它们为研究区域生态系统特征如何驱动物种内部的形态差异提供了机会。在此,我们比较了三个不同蓝鲸觅食地的物理和生物海洋学特征:(1)美国加利福尼亚州蒙特雷湾;(2)新西兰南塔拉纳基湾(STB);(3)智利科尔科瓦多湾。此外,我们还利用无人驾驶飞机图像对这些地区的蓝鲸形态进行了比较。蒙特雷湾和科尔科瓦多湾是季节性丰产区,分别支持智利和北太平洋东部(ENP)蓝鲸种群的生活史迁徙策略。相比之下,新西兰蓝鲸种群则常年停留在生产力较低的北太平洋海域。这三个种群的总体长没有区别。然而,尽管区域生产力较低,新西兰蓝鲸的身体状况却明显较好,这可能是由于它们的非洄游策略有利于降低时空错位的风险,获得更稳定的觅食机会。另外,当巴布亚新几内亚鲸和智利鲸在觅食地的出现在时间上与丰富的猎物供应相一致时,它们的洄游策略可能是成功的。我们记录了不同种群之间头骨和鳍状肢形态的差异,这可能与适应特定区域栖息地和猎物特征的不同捕食行为有关。这些形态特征可能代表了捕获猎物时的机动性与有效的长距离迁移之间的权衡。随着气候变化导致的中长期海洋模式的变化,这些蓝鲸种群可能会因不同地区之间迁徙物候学和觅食行为的差异而表现出不同的脆弱性。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Shaped by Their Environment: Variation in Blue Whale Morphology across Three Productive Coastal Ecosystems.

Species ecology and life history patterns are often reflected in animal morphology. Blue whales are globally distributed, with distinct populations that feed in different productive coastal regions worldwide. Thus, they provide an opportunity to investigate how regional ecosystem characteristics may drive morphological differences within a species. Here, we compare physical and biological oceanography of three different blue whale foraging grounds: (1) Monterey Bay, California, USA; (2) the South Taranaki Bight (STB), Aotearoa New Zealand; and (3) the Corcovado Gulf, Chile. Additionally, we compare the morphology of blue whales from these regions using unoccupied aircraft imagery. Monterey Bay and the Corcovado Gulf are seasonally productive and support the migratory life history strategy of the Eastern North Pacific (ENP) and Chilean blue whale populations, respectively. In contrast, the New Zealand blue whale population remains in the less productive STB year-round. All three populations were indistinguishable in total body length. However, New Zealand blue whales were in significantly higher body condition despite lower regional productivity, potentially attributable to their non-migratory strategy that facilitates lower risk of spatiotemporal misalignment with more consistently available foraging opportunities. Alternatively, the migratory strategy of the ENP and Chilean populations may be successful when their presence on the foraging grounds temporally aligns with abundant prey availability. We document differences in skull and fluke morphology between populations, which may relate to different feeding behaviors adapted to region-specific prey and habitat characteristics. These morphological features may represent a trade-off between maneuverability for prey capture and efficient long-distance migration. As oceanographic patterns shift relative to long-term means under climate change, these blue whale populations may show different vulnerabilities due to differences in migratory phenology and feeding behavior between regions. Spanish abstract La ecología y patrones de historia de vida de las especies a menudo se reflejan en la morfología animal. Las ballenas azules están distribuidas globalmente, con poblaciones separadas que se alimentan en diferentes regiones costeras productivas de todo el mundo. Por lo tanto, brindan la oportunidad de investigar cómo las características regionales de los ecosistemas pueden impulsar diferencias morfológicas dentro de una especie. Aquí, comparamos la oceanografía física y biológica de tres zonas de alimentación diferentes de la ballena azul: (1) Bahía de Monterey, California, EE. UU., (2) Bahía del sur de Taranaki (BST), Nueva Zelanda, y (3) Golfo de Corcovado, Chile. Adicionalmente, comparamos la morfología de las ballenas azules de estas regiones utilizando imágenes de aeronaves no tripuladas. La Bahía de Monterey y el Golfo de Corcovado son estacionalmente productivos y apoyan la estrategia migratoria de la historia de vida de las poblaciones de ballena azul chilena y del Pacífico Norte Oriental (PNO), respectivamente. Por el contrario, la población de ballena azul de Nueva Zelanda permanece en la menos productiva BST durante todo el año. Las tres poblaciones eran indistinguibles en cuanto a la longitud corporal total. Sin embargo, las ballenas azules de Nueva Zelanda tenían una condición corporal significativamente mayor a pesar de una menor productividad regional, potencialmente atribuible a su estrategia no migratoria que facilita un menor riesgo de desalineación espaciotemporal con oportunidades de alimentación disponibles de manera más consistente. Alternativamente, la estrategia migratoria de las poblaciones de ballenas PNO y chilena puede tener éxito cuando su presencia en las zonas de alimentación se alinea temporalmente con la abundante disponibilidad de presas. Documentamos diferencias en la morfología del cráneo y la aleta caudal entre poblaciones, que pueden estar relacionadas con diferentes comportamientos de alimentación adaptados a las características de hábitat y presas específicas para cada región. Estas características morfológicas pueden representar una compensación entre la maniobrabilidad para la captura de presas y una migración eficiente a larga distancia. A medida que los patrones oceanográficos cambian en términos de mediano a largo plazo debido al cambio climático, estas poblaciones de ballenas azules pueden mostrar diferentes vulnerabilidades debido a diferencias en la fenología migratoria y el comportamiento de alimentación entre regiones.

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