Comportamiento de caza de un pez vela solitario Istiophorus platypterus y ganancia de energía estimada después de la captura de presas

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 1484 (2023) Citar este artículo

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El comportamiento de búsqueda de alimento y la interacción con la presa es un componente integral del nicho ecológico de los depredadores, pero es intrínsecamente difícil de observar para los animales de gran movilidad en el entorno marino. Los peces picudos han sido descritos como especuladores de energía, que gastan una gran cantidad de energía en la búsqueda de alimento, esperando compensar los altos costos con una alta ganancia energética periódica. Se observa con frecuencia que el pez vela, Istiophorus platypterus, se alimenta en grupo en la superficie, aunque se cree que el pez vela es un depredador itinerante en gran medida solitario con altos requisitos metabólicos, lo que sugiere que la alimentación individual también representa un componente importante de las interacciones depredador-presa. Aquí, utilizamos datos y videos de registro biológico para examinar los niveles de actividad diarios y el comportamiento de búsqueda de alimento, estimar los costos metabólicos y documentar un evento de depredación solitario para un pez vela de 40 kg. Estimamos una tasa metabólica activa mediana de 218,9 ± 70,5 mgO2 kg−1 h−1 que aumentó a 518,8 ± 586,3 mgO2 kg−1 h−1 durante la persecución de la presa. Suponiendo una depredación exitosa, estimamos una ganancia de energía neta diaria de 2,4 MJ (5,1 MJ adquiridos, 2,7 MJ gastados), lo que respalda el modelo especulador de energía. Si bien la caza en grupo puede ser una actividad común utilizada por el pez vela para adquirir energía, nuestros cálculos indican que los eventos oportunistas de alimentación individual ofrecen un retorno neto de energía que contribuye a la aptitud de estos depredadores altamente móviles.

La interacción depredador-presa es una piedra angular de la ecología, intrínsecamente relacionada con la aptitud individual y la dinámica del nivel de población tanto de depredadores como de presas y, en última instancia, se relaciona con el éxito evolutivo de las poblaciones1,2. El comportamiento de búsqueda de alimento y las ganancias y pérdidas energéticas asociadas con la búsqueda de alimento, la depredación y el consumo inciden directamente en la fisiología y el comportamiento de todos los animales2,3. Para muchos grandes depredadores marinos pelágicos, la rareza de las observaciones de eventos depredadores y los desafíos de documentar el comportamiento de caza han dificultado nuestra comprensión de las estrategias de comportamiento, las relaciones tróficas y la energía asociada en los ecosistemas marinos4.

Los marlines istiofóridos (marlines, marlines, peces vela) son conocidos por su morfología única, poder y potencial depredador de alta velocidad. En el pez vela (Istiophorus platypterus), un depredador epipelágico que habita en aguas tropicales a subtropicales en todo el mundo5, el comportamiento de caza en grupo está bien documentado e involucra a varios individuos arreando un banco de presas (es decir, una bola de cebo) hacia la superficie del agua. Los peces vela individuales ingresan a la escuela y cortan lateralmente su pico en un intento de aturdir/matar presas para el consumo6,7,8. Esta táctica se ve facilitada por adaptaciones morfológicas que incluyen el pico, una forma aerodinámica del cuerpo, una aleta dorsal agrandada que actúa para estabilizar al pez vela mientras corta el pico y una aleta caudal con una relación de aspecto alta que permite ráfagas de velocidad de hasta 8,8 ms. 1 durante interacciones cebo-bola9.

Sin embargo, fuera de las agregaciones de caza de bolas de cebo, se cree que el pez vela es un depredador itinerante solitario. Debido a la dificultad de mantener al pez vela en cautiverio, los requisitos energéticos no se han medido directamente para los adultos [pero ver10], sin embargo, debido a varios rasgos morfológicos y de historia de vida, se supone que el pez vela tiene una tasa metabólica alta11,12,13. Como tal, además de los eventos de caza con bolas de cebo, es probable que el pez vela solitario necesite sacar provecho de los encuentros con presas para mantener esta alta tasa metabólica. Sin embargo, debido a un estilo de vida pelágico escurridizo, no se ha documentado el comportamiento individual de caza del pez vela y no se han investigado las relaciones energéticas de tales eventos. Recientemente, el pez vela ha sido descrito como un depredador lateralizado, prefiriendo atacar desde un lado (derecho o izquierdo) de su presa, dependiendo del individuo8. Se teoriza que esto evolucionó a través de la caza en grupo, donde varios peces vela se turnan para atacar una bola de cebo, evitando que la presa sepa de qué lado puede provenir el ataque8. Sin embargo, en las interacciones uno a uno depredador-presa, la lateralización podría ser costosa para el éxito de caza del depredador porque aumentaría la previsibilidad de dónde provendrá un ataque14,15. La falta de información sobre el comportamiento de caza y la energía de tales eventos, que tienen una relación directa con las interacciones ecológicas de los depredadores superiores, da como resultado una comprensión limitada de su papel en los ecosistemas oceánicos y la aptitud general16.

El conocimiento de los niveles de actividad diaria y la dinámica energética del comportamiento de caza y los eventos de alimentación en peces picudos y otros depredadores marinos superiores mejorará nuestra comprensión de las alteraciones del comportamiento asociadas con las condiciones ambientales cambiantes, como el calentamiento y la desoxigenación17. Debido a que el nivel de actividad tiene un gran impacto en el balance energético de un animal, existe la necesidad de estimaciones del metabolismo activo de los grandes depredadores acuáticos para informar futuros modelos energéticos y tróficos. Aquí, utilizando un registrador de datos transmitido por animales con video, informamos sobre la actividad diaria de un pez vela individual en el Pacífico tropical oriental durante un período de 24 h. Describimos una observación de un evento de búsqueda de alimento, la lateralización de los golpes durante el evento, y ubicamos estos eventos en el contexto más amplio de las actividades diarias de este individuo para estimar el beneficio energético neto diario del evento de depredación.

Utilizamos un paquete de etiquetas de biologización diseñado a medida con video a bordo para describir una persecución en 3D de alta resolución entre un pez vela solitario y un pequeño atún individual en aguas abiertas, lo que representa la primera vez que se documenta una interacción de este tipo. El pez vela se marcó a las 09:53 el 18 de octubre de 2019 y el paquete de marcas permaneció adherido al pez vela durante 67 h. Sin embargo, los análisis aquí se limitan al período de 24 h en el que tuvo lugar el evento de depredación (19 de octubre–20 de octubre; ~ 14 h después del marcado y ~ 9 h después de la recuperación posterior a la liberación18) porque esto coincide con el período de tiempo en el que la cámara de video estaba grabando durante las horas del día (encendido a las 0600, apagado a las 1800, amanecer y atardecer, respectivamente) lo que nos permitió detectar señales de aceleración reales. Los datos de bioregistro y el video adjunto muestran al pez vela realizando inmersiones oscilatorias entre la superficie y profundidades de 40 a 50 m durante el día. Por la noche, se realizaron menos inmersiones y el pez vela generalmente permaneció dentro de los 10 a 20 m superiores de la columna de agua (Fig. 1a), lo que provocó un mayor rango de temperaturas experimentadas durante el día (día 20,9-27,9 °C; noche 26,5 –28,2 ºC). Debido a la dependencia de la temperatura de la tasa metabólica activa estimada (AMRE), las temperaturas más frías en profundidad llevaron a una AMRE reducida durante las horas del día (212,9 ± 89,1 mgO2 kg−1 h−1) en comparación con la noche (224,7 ± 44,4 mgO2 kg− 1 h−1). Además, AMRE inicialmente aumenta con la profundidad debido al aumento de la velocidad de nado durante el buceo (Fig. 1b), hasta que se alcanza la termoclina en el intervalo de profundidad de 30 a 40 m, momento en el que AMRE disminuye con mayor profundidad (Fig. 1b, c) . Sin embargo, debido a la inercia térmica de los peces de cuerpo grande19,20,21, es posible que el cuerpo del pez vela haya retenido el calor durante las excursiones cortas (14,7 ± 1,7 min) por debajo de la termoclina y no descendió a la temperatura ambiente. Como tal, la tasa metabólica calculada en profundidad puede subestimarse con la corrección de temperatura realizada aquí. Por ejemplo, durante la inmersión en la que ocurrió el evento de depredación (Fig. 1; Tabla 1), si se supusiera que la temperatura corporal era equivalente a la temperatura de la superficie durante toda la inmersión, las tasas metabólicas estimadas aumentarían un 18 % en comparación con si las tasas metabólicas fueran la temperatura. corregida de acuerdo con la lectura de temperatura externa de la etiqueta (Tabla S2). Sin embargo, debido a que la mayoría (> 90 %) del tiempo durante las 24 h se pasó por encima de la termoclina, la corrección de la temperatura tiene poco impacto en el AMRE diario calculado y el gasto de energía subsiguiente (< 1 % de diferencia; Tabla S3).

Rastreo de profundidad a lo largo del período de monitoreo de 24 h en (a), e histogramas de densidad de profundidad agrupados de la tasa metabólica activa estimada mediana transformada logarítmicamente (AMRE; mgO2 kg−1 h−1) para los períodos diurno y nocturno en (b) y (c), respectivamente. En (a), el color del trazo de profundidad indica la velocidad (ms−1), y las regiones sombreadas representan las horas nocturnas. La inmersión en la que se produjo el evento de depredación se indica con una flecha.

El pez vela exhibió una actividad de batido de cola y velocidades de nado muy reducidas (≤ 0,25 ms−1; 0,14 longitudes corporales [BL] s−1) cuando estaba cerca de la superficie (Fig. 1), característica del comportamiento de asoleamiento exhibido por el pez espada y otros istiofóridos22,23 . Se cree que tomar el sol tiene fines de termorregulación23, pero también serviría para reducir el gasto de energía de los marlines facilitado por sus vejigas natatorias24. De hecho, el comportamiento de tomar el sol observado aquí condujo a una reducción significativa en AMRE (186,6 ± 3,1 mgO2 kg−1 h−1; T37520 = − 158,3, p < 0,001), en comparación con el comportamiento de natación activa con aleteos fuertes y sostenidos durante las inmersiones (261,1 ± 91,1 mgO2 kg−1 h−1; velocidad media de nado 0,56 ± 0,2 ms−1; 0,3 ± 0,1 BL s−1).

La inmersión en la que tuvo lugar el evento de depredación ocurrió aproximadamente a las 31 h de las 67 h que el paquete de etiquetas permaneció adherido al pez vela (Fig. 2a). A las 16:15 del 19 de octubre de 2019, el pez vela se zambulló desde la superficie hasta una profundidad de 62,4 m con una velocidad vertical (VV) media (± SD) de 0,24 ± 0,21 ms−1, donde permaneció durante un breve período antes de ascender a ~ 40 m (Fig. 2b). Durante el ascenso, se ven múltiples presas posibles en el video (Fig. 2c), y hubo un breve aumento en la velocidad y la frecuencia del movimiento de la cola (TBF), antes de que la profundidad del pez se nivelara durante ~ 2 min. Luego, el pez se sumergió nuevamente a 57,5 m, donde la luz visible se atenuó casi por completo (Fig. 2d), y se produjo un cambio en el modo locomotor de un nado lento y constante a un rápido y enérgico latido de la cola, comenzando un rápido ascenso (VV = 1,3 ± 0,43 ms). −1), con velocidades que alcanzan los 3,1 ms−1 (1,7 BL s−1), y un paso del cuerpo de 54,6 ± 16,1° (máximo de 77,6°; Fig. 2b). Cabe señalar que, debido al rápido ascenso, la lectura de temperatura de la etiqueta se retrasó con respecto a la temperatura ambiente real (por ejemplo, la temperatura de descenso en comparación con la temperatura de ascenso; Fig. 2b). Las estadísticas resumidas para la inmersión en la que tuvo lugar el evento de depredación se comparan con todas las demás inmersiones diurnas (Tabla 1).

Actividad del pez vela antes, durante y después del evento de depredación. (a) Paquete de flotador de bioregistro adherido al pez vela. (b) Profundidad, temperatura, batidos de cola (°seg−1), velocidad (ms−1), frecuencia de batidos de cola (TBF; Hz), velocidad vertical (ms−1) y ángulo de cabeceo del cuerpo (°) de la inmersión en la que el evento ocurrido. El momento y la profundidad asociados con cada imagen (c–f) se identifican mediante círculos en el perfil de profundidad en (b). (c) El pez vela asciende desde 60 m y se encuentra con múltiples presas potenciales, delineadas en rojo. (d) La luz disponible es notablemente baja a esta profundidad y disminuye rápidamente con la profundidad hasta casi cero luz. (e) Primera observación de la presa. (f) La presa posiblemente intenta 'esconderse' del pez vela nadando muy cerca de él durante la persecución.

La presa que fue perseguida durante el evento de depredación se hizo visible por primera vez en el video cuando el pez vela llegó a la superficie (Fig. 2e). El pez vela hizo varios intentos de capturar a la presa, a menudo rompiendo la superficie del agua (video complementario). En el video, la presa parecía ser una fragata o un atún bala (Auxis thazard brachydorax o A. rochei eudorax), ambos comunes en la región y presas conocidas del pez vela5,25. Durante el ascenso rápido y en la superficie, el TBF y la velocidad de natación se mantuvieron altos (1,6 ± 0,7 Hz y 1,7 ± 0,84 ms-1, respectivamente, máximo de 2,92 ms-1). En la superficie, hubo cambios frecuentes en el rumbo y el atún apareció en el video varias veces (Fig. 2b; Fig. 3d; video complementario). En un momento, el atún se comportó contra los depredadores presumiblemente para "esconderse", nadando muy cerca del pez vela frente a la cámara de video a lo largo de su flanco derecho y fuera de su vista periférica (Fig. 2f; video complementario). Después de aproximadamente 60 s desde la primera aparición del atún en la cámara, el video y los datos de registro biológico sugieren que el pez vela atrapó al atún o terminó la persecución (Fig. 2b). Debido a que la boca del pez vela no estaba a la vista de la cámara, no está claro si el intento de búsqueda de alimento tuvo éxito; sin embargo, el atún fue visto por última vez directamente en frente del pez vela, seguido inmediatamente por un movimiento de cabeza (a menudo característico de tragar/manipular presas para aguas poco profundas) y la reanudación de la natación lenta y constante por parte del pez vela, lo que sugiere que tuvo éxito (Fig. 2b; complementario video).

Trayectoria reconstruida de la inmersión en la que tuvo lugar el evento de depredación, coloreada por la tasa metabólica activa estimada (AMRE; mgO2 kg−1 h−1). (a) y (b) muestran diferentes perspectivas del perfil de profundidad y los cambios de dirección asociados, mientras que (c) y (d) son vistas desde arriba, con (d) ampliando la porción de persecución en la superficie. Los números que se muestran en (d) representan la ubicación aproximada de los intentos de captura secuencial que se muestran en la Fig. 4, y como se ve en el video complementario. Las siluetas de pez vela indican la dirección del viaje.

Durante el período de seguimiento de 24 h, la tasa metabólica activa media estimada (AMRE; mgO2 kg−1 h−1) del pez vela para la mediana, los percentiles 25 y 75 de las 10.000 iteraciones fueron 218,9 ± 70,5, 156,6 ± 48,4 y 307 ± 102,9 mgO2 kg−1 h−1, respectivamente (Tabla 2, Figura S5). Utilizando la iteración mediana, durante la inmersión en la que ocurrió la depredación, el AMRE medio fue de 518,8 ± 586,3 (IQR 361,2–748,5) mgO2 kg−1 h−1 (Fig. 3). A partir de esta iteración mediana, estimamos que se gastaron 2,7 MJ (IQR 1,9–3,8 MJ) de energía durante el transcurso del día, donde solo se gastó el 1 % (0,04 MJ) durante la persecución (Tabla 2). El contenido de energía estimado del atún fue de 5,1 MJ [calculado a partir de 26] y, suponiendo un resultado de depredación exitoso, este encuentro resultó en una ganancia de energía neta de 2,4 MJ (IQR 1,3–3,2 MJ). Sin embargo, si esta depredación no tuvo éxito, el costo de esta persecución fue solo el 1% del gasto de energía del día. Para un pez vela de este tamaño, este gasto diario de energía equivale al consumo requerido de ~ 0,5 atunes d-1 para sostener los costos metabólicos diarios estimados para la mediana AMRE (218,9 mgO2 kg-1 h-1; consulte la Sección 3 de los métodos complementarios para detalles de cálculo).

Observamos una disposición de este pez vela individual para atacar desde ambos lados de la presa. El patrón alterno de positivo, negativo, positivo, negativo (Fig. 4a-d) en los grados de rotación s−1 inmediatamente antes y durante cada ataque sugiere que el pez vela atacó desde diferentes lados de la presa en cada ataque sucesivo. Este comportamiento contrasta con Kurvers et al.8, quienes encontraron que durante las agregaciones de caza de cebo con múltiples peces vela, los peces vela individuales estaban fuertemente lateralizados y tendían a atacar desde el mismo lado cada vez que entraban en el cebo. Atacar desde diferentes lados en sucesión es un hallazgo novedoso para el pez vela y sugiere plasticidad conductual dentro de diferentes escenarios de caza (es decir, caza en grupo o en solitario). En situaciones de caza uno a uno cuando ni el depredador ni la presa están en grupo, sería beneficioso para el depredador evitar la lateralización porque la presa puede aprender rápidamente cualquier tendencia que el depredador pueda tener8,34.

Porciones ampliadas (4 s) del latido de la cola (°rotación s−1), velocidad (ms−1) y profundidad (m) de los cuatro intentos de captura diferentes (a–d, respectivamente) durante la persecución uno a uno (ver video complementario).

Un hallazgo digno de mención fue la velocidad máxima relativamente baja alcanzada por el pez vela (3,1 ms−1) durante el encuentro con la presa. Se cree que el pez vela es uno de los peces que nadan más rápido24,27 con estimaciones recientes que sugieren velocidades máximas de 8,2–8,3 ± 1,4 ms−19,28, y se puede esperar que las interacciones depredador-presa sean eventos en los que ambos depredadores exhiben velocidades máximas. y presa9. Sin embargo, debido a que es la presa la que establece la velocidad, el momento de las aceleraciones, las desaceleraciones y los giros, el depredador reacciona o predice lo que hará la presa para permitir la intercepción y captura de la trayectoria, lo que culmina en velocidades inferiores a las máximas del depredador durante las persecuciones29 . Además, los modelos teóricos predicen que si las presas son más lentas que sus depredadores, como es el caso aquí30, las presas deberían evitar al depredador girando en lugar de tratar de aumentar la separación viajando lo más rápido posible29. Por ejemplo, Wilson et al.29 demostraron que si un animal de presa se mueve lo más rápido posible, no puede acelerar hacia adelante y debe girar o continuar en línea recta, lo que hace que sus movimientos sean más predecibles e interceptables, en comparación con una presa de movimiento lento que tiene más opciones de escape (acelerar, reducir la velocidad, girar) y, por lo tanto, es menos predecible. Como tal, es probable que el pez vela y sus presas eviten las velocidades máximas durante los encuentros uno a uno en aguas abiertas31. Además, estudios previos han señalado que los depredadores de aves y cursoriales disminuyen la velocidad en los momentos previos a un ataque para aumentar la maniobrabilidad cuando están muy cerca de la presa29,32,33, lo que también se observó aquí (Fig. 4e-h). Además, las adaptaciones morfológicas del pez vela (es decir, el pico) se pueden mover a través del agua más rápidamente que todo el cuerpo9, lo que podría permitir que el pez vela confíe en estas "armas" morfológicas, en lugar de la velocidad durante las persecuciones uno a uno para aumentar la captura. tasas de éxito. También observamos una tendencia del pez vela a acercarse a la presa desde abajo en cada intento de captura (Fig. 4i–l).

La observación directa de los eventos de depredación natural por parte de los depredadores marinos es rara35,36, particularmente para los depredadores de peces pelágicos donde la observación visual es difícil, las presas son escasas y las tasas de alimentación son bajas en comparación con las de los mamíferos marinos y las aves marinas36. Para el evento de depredación que se presenta aquí, con base en las imágenes de presas potenciales cerca de la termoclina (Fig. 2c; video complementario), el aumento observado en la velocidad y el TBF inmediatamente antes del rápido ascenso (Figs. 2b; 3a), y el más corto que el tiempo de inmersión promedio (Tabla 1), proponemos que la presa fue encontrada en profundidad y perseguida hasta la superficie6. Dada la termoclina poco profunda y la oxiclina coexistente presente en el Pacífico tropical oriental37, y el potencial de estas características para concentrar presas38,39,40, planteamos la hipótesis de que las inmersiones oscilatorias en la capa mixta son inmersiones de búsqueda de presas para aumentar las oportunidades de alimentación41. Debido a su bioquímica metabólica única adecuada para la vida en el océano abierto, los atunes y peces picudos han sido descritos durante mucho tiempo como especuladores de energía, que apuestan por una producción de energía alta y continua, esperando compensar los costos con eventos periódicos de alta ganancia de energía42,43,44. La ganancia de energía estimada de 2,4 MJ resultante del encuentro con la presa en el período de 24 h descrito aquí es consistente con el comportamiento de la especulación energética, pero también sugiere que este pez vela necesitaría alimentarse regularmente de presas de alta energía para satisfacer sus necesidades metabólicas. Debido a que la cámara de video solo estaba grabando durante las horas del día del período de 24 h analizado aquí, no podemos decir si ocurrieron otros eventos de alimentación durante el resto de la pista; sin embargo, hubo otros dos estallidos similares de actividad identificados en los datos de aceleración durante el día siguiente antes de la liberación de la marca del pez. Como tal, la energía obtenida de eventos de alimentación individuales como el que se describe aquí puede ser un suministro de energía importante para los requisitos de energía de rutina de estos animales de alto rendimiento metabólico entre eventos de alimentación oportunistas, de gran ganancia de energía, de caza en grupo, donde se pueden consumir múltiples presas en un corto período de tiempo.

Este despliegue de biologger arrojó videos transmitidos por animales, aceleración triaxial, datos de giroscopio y magnetómetro, y datos de profundidad, temperatura y velocidad de un evento de depredación poco común, junto con un período completo de 24 h de comportamiento y datos de actividad que brindan una imagen única. -tipo de conjunto de datos para este depredador superior. Estimamos un rango de valores en los que probablemente ocurrió la tasa metabólica activa de este pez vela (IQR 156 ± 48 a 307 ± 102, mediana 219 ± 70; mgO2 kg−1 h−1 a 0,21 ± 0,1 BLs−1; Tabla 2), y Las comparaciones interespecíficas superficiales sugieren que nuestras estimaciones de la tasa metabólica se encuentran dentro del rango de valores esperados45,46,47,48. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que debido a que los dorados se utilizaron como especies representativas y no poseen endotermia craneal como el pez vela, es probable que las estimaciones presentadas aquí sean una subestimación. Además, las medidas presentadas aquí se basan en un solo pez vela, y la variabilidad individual en el comportamiento de buceo afectaría los costos metabólicos estimados. Sin duda, a medida que se desarrollen nuevos métodos para cuantificar directamente el consumo de oxígeno de los peces grandes [p. ej., 48], las estimaciones de la tasa metabólica serán más precisas y permitirán realizar estimaciones para mediciones fisiológicas adicionales, como el alcance aeróbico y el costo de transporte. Sin embargo, proporcionamos la primera descripción detallada de los niveles de actividad y el comportamiento de caza de un pez vela en libertad individual y estimamos la energía de un evento de depredación poco frecuente. Estas estimaciones sugieren que, si bien las ganancias energéticas de este evento de depredación fueron sustanciales en comparación con lo que se gastó durante la persecución, la cantidad de energía quemada en busca de presas durante el transcurso del día y la noche fue considerable. Hasta que se desarrollen métodos para cuantificar directamente los costos metabólicos de los grandes depredadores pelágicos, el enfoque que hemos adoptado podría usarse como punto de partida para informar futuros modelos energéticos y tróficos y mejorar nuestra comprensión del papel de estos depredadores pelágicos en nuestros océanos.

El pez vela (estimado en 40 kg por un capitán experimentado y calculado en 1,85 m por Wares y Sakagawa50) se capturó con caña y carrete desde un barco de pesca deportiva recreativa utilizando equipo de arrastre estándar con carnada natural en la costa del Pacífico del sureste de Panamá ( 7,53 N, 78,53 O). El pez se llevó al costado del barco y se adjuntó un paquete de etiquetas biológicas de diseño personalizado a la musculatura dorsal con dos anclas de dardo de paraguas (Fig. 1). Una vez que ambas anclas estaban incrustadas de forma segura en el músculo, la etiqueta se sujetaba contra el cuerpo utilizando dos liberaciones temporizadas galvánicas (International Fishing Devices Inc., Northland, Nueva Zelanda) y una brida de cable. Solo transcurrieron 6 min desde que se enganchó el pez hasta que se soltó. La etiqueta constaba de un registrador de datos de aceleración (acelerómetro triaxial, magnetómetro y giroscopio que registran a 100 Hz), sensores de profundidad y temperatura, y un pequeño sensor de velocidad de fluido basado en una turbina que registra a 1 Hz (OpenTag 3.0, Loggerhead Instruments, Sarasota, FL; consulte los datos complementarios para la calibración de la velocidad de nado; Figura S1, S2). Finalmente, el paquete de etiquetas contenía una cámara de video miniaturizada (68 mm × 21 mm × 22 mm; Little Leonardo, Tokio, Japón) y una etiqueta inteligente de posición y temperatura (SPOT-363A; Wildlife Computers, Redland WA) para ayudar en la recuperación del paquete. . El paquete completo de marcas tenía 18 × 7 cm en el borde de ataque, aumentando a 18 × 10,5 cm en el borde de salida, con un peso de 335 g en el aire (~ 0,8 % del peso corporal del pez vela; 4–10 % del área de la sección transversal frontal del pez vela; ver métodos complementarios para la resistencia estimada). Tras la disolución de las liberaciones temporizadas galvánicas, el paquete se soltó del pez y se recuperó en el mar utilizando un receptor portátil UHF (AOR AR8200, EE. UU.).

Los datos se analizaron con Igor Pro v. 8.0.4.2 (Wavemetrics, Inc., Lake Oswego, OR, EE. UU.) y RStudio v. 1.4.110651. El componente estático de la aceleración se calculó utilizando una ventana de suavizado de cuadro de 3 s en los datos de aceleración sin procesar, ya que esto se determinó visualmente para eliminar suficientemente el componente dinámico de la aceleración52. El ángulo de fijación de la etiqueta se corrigió girando los datos de aceleración sin procesar de modo que los ejes X e Y tuvieran una media de cero. Luego se calculó el paso del cuerpo a partir del eje anterior-posterior del componente estático de la aceleración. El eje lateral del giroscopio se usó para determinar la direccionalidad de los golpes durante el evento de depredación y calcular la frecuencia del latido de la cola usando una transformación wavelet continua35,53. Finalmente, se generaron un rumbo de brújula y una pista reconstruida a partir de los datos del magnetómetro usando la función magHead en el paquete gRumble R54.

Para estimar la tasa metabólica activa y el gasto de energía del pez vela, utilizamos la relación entre el consumo de oxígeno y la velocidad de nado del dorado (Coryphaena hippurus)55, asumiendo que esta relación es consistente a lo largo de la longitud del pez56,57. Ver secc. 2 del material complementario para obtener una descripción detallada de por qué se eligió la lampuga como especie sustituta y una descripción más detallada de los cálculos de la tasa metabólica. El consumo de oxígeno (MO2; mgO2 kg−1 h−1) se estimó mediante la ecuación log(MO2) = [cU + log(d)], donde c y d son la pendiente y el intercepto de la regresión logarítmica, y U es la velocidad de nado del pez vela (BLs−1; Figura S3). El MO2 se calculó continuamente para cada medición de velocidad a lo largo de las 24 h a partir de los datos de la etiqueta del pez vela, y luego tomamos el logaritmo inverso del MO2 y corregimos la masa del dorado (MD) en 55 para obtener el VO2 (mgO2 h−1). Luego se calculó el consumo de oxígeno para el pez vela de 40 kg usando la ecuación:

donde AMRE es la tasa metabólica activa estimada (mgO2 h−1), VO2 es el consumo de oxígeno a cada velocidad de nado, b es el exponente de escala de masa y MS es la masa del pez vela (kg). El AMRE se corrigió por temperatura utilizando un Q10 de 1,83 58,59 y se hizo específico de la masa utilizando la masa estimada del pez vela (consulte la Sección 2 de la información complementaria para obtener más detalles).

Debido a que se utilizó una especie proxy para el cálculo, permitimos la variación en las estimaciones de los parámetros de b, c, d y MD con un enfoque iterativo (10 000 iteraciones) y valores muestreados aleatoriamente para estos parámetros de distribuciones normales con medias y desviaciones estándar iguales a los valores publicados cuando estén disponibles (Tabla S1, Figura S4). La mediana de todas las iteraciones se usó como AMRE, con el rango intercuartílico (IQR) usado para representar un rango de posibles valores de AMRE (Figura S5). La velocidad de nado del pez vela (ms−1) se convirtió en BL s−1 después de estimar la talla usando las relaciones talla-masa publicadas previamente50. Para calcular el gasto energético del día y el evento de depredación, usamos un coeficiente oxicalórico de 0.013 kJ mgO2−1 60 y 8.03 kJ g−1 de peso húmedo para Auxis spp. contenido energético26. Se estimó una masa de presa de 635 g para un atún de 35 cm LT usando la relación talla-peso para A. thazard 61.

El pez vela fue marcado con permiso del Ministerio de Ambiente, República de Panamá (SE/A-64-19). Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nova Southeastern (2019.04.MS1). Todos los métodos se realizaron de acuerdo con las directrices y normativas pertinentes. El estudio se informa de acuerdo con las directrices ARRIVE.

El conjunto de datos está disponible y se hará público una vez aceptado en el repositorio de datos de dríade DOI https://doi.org/10.5061/dryad.vdncjsxzb. Para la revisión por pares, se puede acceder al conjunto de datos disponible aquí: https://datadryad.org/stash/share/Pa6OgGCg09sQvgkypSLs6Bc_AeNlUalD4uxMlqNqA0Q.

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Agradecemos a T. Plum, R. Andrews y la tripulación de Compass Rose, y al personal, capitanes y compañeros de Tropic Star Lodge por su apoyo durante el trabajo de campo, a J. Stieglitz por su ayuda con la calibración de la velocidad del tanque de flujo y a N. Wegner por su apoyo metodológico. consejo.

La financiación fue proporcionada por Guy Harvey Ocean Foundation, GHOF 2019, Beca Gallo-Dubois, Beca Fish Florida, Fundación Batchelor, Universidad Nova Southeastern.

Instituto de Investigación Guy Harvey, Universidad Nova Southeastern, Dania Beach, FL, EE. UU.

Ryan K. Logan, Jeremy J. Vaudo, Bradley M. Wetherbee y Mahmood S. Shivji

Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad Internacional de Florida, North Miami, FL, EE. UU.

Sara M. Luongo

Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Rhode Island, Kingston, RI, EE. UU.

Bradley M Wetherbee

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RKL: Conceptualización, Metodología, Análisis Formal, Redacción—Borrador original, Redacción—Revisión y Edición, Visualización; SML: análisis formal, redacción—revisión y edición; JJV: Redacción—Revisión y Edición; BMW: Redacción—Revisión y Edición; MSS: Administración de Proyectos, Adquisición de Financiamiento, Redacción—Revisión y Edición.

Correspondencia a Ryan K. Logan.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Logan, RK, Luongo, SM, Vaudo, JJ et al. Comportamiento de caza de un pez vela solitario Istiophorus platypterus y ganancia de energía estimada después de la captura de presas. Informe científico 13, 1484 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28748-0

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Recibido: 12 de octubre de 2022

Aceptado: 24 de enero de 2023

Publicado: 27 enero 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28748-0

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