Linking ecology and Environmental chemistry: pelagic seabirds as indicators of marine contamination = Entre la ecología y la química ambiental: Las aves pelágicas como indicadores de la contaminación marina

Abstract

Exposure to contaminants, such as Persistent Organic Pollutants (POPs), is currently considered a serious anthropogenic threat to marine predators and their food webs. Exposure to contaminants by marine wildlife is mainly related to their trophic ecology, distribution and movements. However, the contribution of these biological features to pollutant levels remains poorly understood in most marine predators, including seabirds. New methodologies, including dietary and geographic tracers, such as stable isotope analyses, and a wide array of devices to track movement at different spatial and temporal scales, can provide new light into this issue. Although stable isotope signatures in marine wildlife provide valuable information about their trophic ecology, isotopic baseline levels also show geographical differences. Therefore, to understand isotopic differences among separate wildlife populations we first need to evaluate the influence of spatial variability in stable isotope signatures. In the present dissertation, some ecological factors, mainly feeding ecology, breeding locality and movements, and their influence shaping the isotopic signatures and the contaminant burdens, were examined in most Procellariiformes breeding in the Northeast Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea. In particular, the isotopic signatures of Carbon and Nitrogen (δ13C and δ15N) as well as burdens of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organochlorinated compounds (OCs), e.g., polychlorinated biphenyls (PCBs) and pesticides such as DDT, in seabirds were determined. In this study, firstly, we evaluate the relative influence of geographic origin, movements and trophic ecology in shaping stable isotope signatures and contaminant burdens in pelagic seabirds. Then, we show the spatial patterns in the isotopic signatures, OCs and PAHs that emerge among Mediterranean and northeast Atlantic seabirds and evaluate pollutant sources and the influence of long-range transport mechanisms on these basins. Secondly, we provide evidences that show no marked differences in the trophic ecology of the studied seabird species throughout their breeding distributions, but clearly differ among species, pointing out the marked relationship of seabird trophic ecology with their PCB, DDT and PAH burdens. Overall, this study underlines the usefulness of combining environmental chemistry methodologies with new approaches in the study of animal ecology, showing the value of pelagic seabirds in marine contamination monitoring

La exposición a sustancias químicas altamente tóxicas como los contaminantes orgánicos persistentes (COP), representa una seria amenaza para los depredadores marinos y sus redes tróficas. Dicha exposición depende en gran medida de la ecología, distribución y áreas de alimentación de la fauna marina. Sin embargo, la contribución relativa de estas características biológicas para explicar los niveles de contaminación que se encuentran en los organismos es aún desconocida para la mayoría de los depredadores, incluyendo las aves marinas. Metodologías novedosas como el análisis de isótopos estables y los sistemas de geolocalización proporcionan información esencial para poder entender la influencia de los distintos factores que determinan la exposición a los contaminantes marinos. En la presente tesis se evalúa la influencia de factores ecológicos clave, principalmente posición trófica, áreas de forrajeo, distribución y movimientos, sobre las relaciones isotópicas de carbono y nitrógeno (δ13C y δ15N) y los niveles de contaminación encontrados en la mayor parte de las especies de Procellariiformes que crían en el Atlántico Nordeste y en el mar Mediterráneo. En particular, se determinaron los niveles de hidrocarburos policíclicos aromáticos (HAP), bifenilos policlorados (PCB) y pesticidas organoclorados como el DDT. En este trabajo, en primer lugar, se evalúa la influencia relativa de la distribución y la ecología trófica de las aves marinas sobre las firmas de isótopos estables y las cargas de contaminantes encontradas. A continuación se exponen los patrones geográficos encontrados para δ13C y δ15N y los contaminantes estudiados en el NE Atlántico y el Mediterráneo. En segundo lugar, se expone la marcada relación encontrada entre la ecología trófica, incluyendo posición trófica y áreas de forrajeo, de las aves estudiadas y los niveles de contaminación que presentan. En conjunto, esta tesis pone de manifiesto la utilidad de combinar los avances y metodologías propios de la química ambiental con las nuevas metodologías utilizadas para el estudio de la ecología de la fauna salvaje, así como el gran valor de las aves marinas pelágicas como centinelas del estado de contaminación que sufren nuestros océanos.