[OANNES Foro] Population structure of humpback whales in the western and central South Pacific Ocean as determined by vocal exchange among populations

[Mario Cabrejos]

Conservation Biology

 <http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1523-1739/earlyview>
Early View (Online Version of Record published before inclusion in an issue)

Article first published online: 7 APR 2015

DOI: 10.1111/cobi.12492


 


 


Population structure of humpback whales in the western and central South
Pacific Ocean as determined by vocal exchange among populations


1.     Ellen C. Garland1,2,3,*,  Anne W. Goldizen4, Matthew S. Lilley5,
Melinda L. Rekdahl1, Claire Garrigue2,6,  Rochelle Constantine2,7, Nan
Daeschler Hauser2,8, M. Michael Poole2,9, 

2.     Jooke Robbins2,10 and Michael J. Noad1,2

1 Cetacean Ecology and Acoustics Laboratory, School of Veterinary Science,
University of Queensland, Gatton, QLD, Australia 2 South Pacific Whale
Research Consortium, Avarua, Rarotonga, Cook Islands 3 National Marine
Mammal Laboratory, Alaska Fisheries Science Center, NMFS, NOAA, Seattle, WA,
U.S.A. 4 School of Biological Sciences, University of Queensland, St Lucia,
QLD, Australia 5 SecuritEase International, Petone, New Zealand 6 Opération
Cétacés, Noumea, New Caledonia 7 School of Biological Sciences, University
of Auckland, Auckland, New Zealand 8 Cook Islands Whale Research, Avarua,
Rarotonga, Cook Islands 9 Marine Mammal Research Program, Maharepa, Moorea,
French Polynesia 10 Center for Coastal Studies, 5 Holway Avenue,
Provincetown, MA, U.S.A. *Current address: School of Biology, University of
St. Andrews, St. Andrews, Fife KY16 9TH, U.K., email
<mailto:ellen.garland en gmail.com> ellen.garland en gmail.com


 


Abstract


For cetaceans, population structure is traditionally determined by molecular
genetics or photographically identified individuals. Acoustic data, however,
has provided information on movement and population structure with less
effort and cost than traditional methods in an array of taxa. Male humpback
whales (Megaptera novaeangliae) produce a continually evolving vocal sexual
display, or song, that is similar among all males in a population. The rapid
cultural transmission (the transfer of information or behavior between
conspecifics through social learning) of different versions of this display
between distinct but interconnected populations in the western and central
South Pacific region presents a unique way to investigate population
structure based on the movement dynamics of a song (acoustic) display. Using
11 years of data, we investigated an acoustically based population structure
for the region by comparing stereotyped song sequences among populations and
years. We used the Levenshtein distance technique to group previously
defined populations into (vocally based) clusters based on the overall
similarity of their song display in space and time. We identified the
following distinct vocal clusters: western cluster, 1 population off eastern
Australia; central cluster, populations around New Caledonia, Tonga, and
American Samoa; and eastern region, either a single cluster or 2 clusters,
one around the Cook Islands and the other off French Polynesia. These
results are consistent with the hypothesis that each breeding aggregation
represents a distinct population (each occupied a single, terminal node) in
a metapopulation, similar to the current understanding of population
structure based on genetic and photo-identification studies. However, the
central vocal cluster had higher levels of song-sharing among populations
than the other clusters, indicating that levels of vocal connectivity varied
within the region. Our results demonstrate the utility and value of using
culturally transmitted vocal patterns as a way of defining connectivity to
infer population structure. We suggest vocal patterns be incorporated by the
International Whaling Commission in conjunction with traditional methods in
the assessment of structure.

 

Estructura Poblacional de las Yubartas en el Centro y Occidente del Sur del
Océano Pacífico, Determinada por el Intercambio Vocal entre las Poblaciones


Resumen


La estructura poblacional de los cetáceos se determina tradicionalmente por
medio de genética molecular o individuos identificados fotográficamente. Sin
embargo, los datos acústicos han proporcionado información sobre el
movimiento y la estructura poblacional de una variedad de taxones con menos
esfuerzo y menos costo que los métodos tradicionales. Las yubartas macho
(Megaptera novaeangliae) producen una demostración vocal sexual, o canto, en
continua evolución que es similar entre todos los machos en una población.
La transmisión cultural rápida (la transferencia de información o
comportamientos entre co-específicos por medio del aprendizaje social) de
diferentes versiones de esta demostración entre poblaciones distintas pero
interconectadas en el centro y occidente en la región del sur del Pacífico
presenta una manera única para investigar la estructura poblacional con base
en las dinámicas de movimiento de la demostración del canto (acústico). Al
usar once años de datos, con base en la acústica investigamos a una
estructura poblacional de la región al comparar secuencias estereotipadas de
cantos entre las poblaciones y los años. Usamos la técnica de la distancia
Levenshtein para agrupar poblaciones previamente definidas en grupos (con
base vocal) basados en la similitud general de su canto en el espacio y el
tiempo. Identificamos a los siguientes grupos vocales perceptibles: grupo
occidental, una población al este de Australia; grupo central, poblaciones
alrededor de Nueva Caledonia, Tonga y Samoa Americana; y región oriental, ya
sea un grupo único o dos grupos, uno alrededor de las Islas Cook y el otro
cerca de la Polinesia Francesa. Estos resultados son consistentes con la
hipótesis de que cada conjunto reproductivo representa a una población
distinta (cada una ocupó un nodo terminal único) en una meta-población,
similar al entendimiento actual de la estructura poblacional con base en los
estudios genéticos y de foto-identificación. Sin embargo, el grupo vocal
central tuvo niveles más altos de cantos compartidos entre las poblaciones
que en los otros grupos, lo que indica que los niveles de conectividad vocal
variaron dentro de la región. Nuestros resultados demuestran la utilidad y
el valor de usar patrones vocales transmitidos culturalmente como una forma
de definir la conectividad para inferir la estructura poblacional. Sugerimos
que los patrones vocales sean incorporados por la Comisión Internacional de
Caza de Ballenas en conjunto con los métodos tradicionales de evaluación de
la estructura.

 



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