Isotopes in teeth and a cryptic population of coastal freshwater seals.

ABSTRACT

Human activities threaten the biodiversity of aquatic mammals across the globe. Conservation of these species hinges on the ability to delineate movements and foraging behaviors of animals, but gaining such insights is hampered by difficulties in tracing individuals over their lives. We determined isotope ratios in teeth (87 Sr/86 Sr, 13 C/12 C, and 18 O/16 O) to examine lifelong movement and resource-use patterns of a unique freshwater population of a wide-ranging pinniped species (harbor seal [Phoca vitulina]) that resides in Iliamna Lake, Alaska (U.S.A.). This population's potentially unique migratory behavior and use of different trophic resources are unknown. The isotope ratios we measured in teeth showed that seals were born in the lake, remained lifelong residents, and relied principally on resources produced from in the lake, even when seasonally abundant and nutrient-dense spawning anadromous fish (i.e., sockeye salmon [Oncorhynchus nerka]) were available in the lake. Our results illustrate how serial isotope records in teeth, particularly 87 Sr/86 Sr ratios, can be used to quantify how coastal mammal populations exploit both freshwater and marine ecosystems. Understanding lifelong patterns of habitat and resource use is essential information when designing effective conservation plans for threatened coastal mammals. We present the Iliamna Lake harbor seals as a unique case study into how isotope records within teeth can help reveal the cryptic ecology of such a population residing in an intact ecosystem. The results also provide critical baseline information for the Kvichak River system, which is facing an uncertain future due to proposed large-scale industrial development and a rapidly changing climate.

RESUMEN

Isotopos Dentales y una Población Críptica de Focas Costeras de Agua Dulce Resumen Las actividades humanas amenazan a la diversidad de mamíferos acuáticos en todo el mundo. La conservación de estas especies depende de la habilidad para delinear los movimientos y los comportamientos de búsqueda de alimento de los animales, pero la obtención de dicha información está obstaculizada por las dificultades en el rastreo de individuos a lo largo del transcurso de sus vidas. Determinamos la proporción de isotopos dentales (87 Sr/86 Sr, 13 C/12 C y 18 O/16 O) para examinar el movimiento a lo largo de la vida y los patrones de uso de recursos de una población única de una especie de pinnípedos de agua dulce con una distribución amplia (foca común [Phoca vitulina]), la cual reside en el lago Iliamna, Alaska (E.U.A.). Se desconocen el comportamiento migratorio potencialmente único de esta población y el uso que le dan a los diferentes recursos tróficos. La proporción de isotopos que medimos en los dientes mostró que las focas nacieron en el lago, permanecieron como residentes de toda la vida y dependieron principalmente de los recursos producidos en el lago, incluso cuando estaban disponibles en aquel lugar por razones reproductivas los peces anádromos abundantes estacionalmente y con densidad de nutrientes (es decir, el salmón rojo [Oncorhynchus nerka]). Nuestros resultados ilustran cómo los registros seriales de isotopos dentales, particularmente la proporción 87 Sr/86 Sr, pueden usarse para cuantificar cómo las poblaciones de mamíferos costeros explotan tanto los ecosistemas marinos como los de agua dulce. El entendimiento de los patrones ontogénicos del uso de recursos y de hábitat es esencial cuando se diseñan planes efectivos de conservación para los mamíferos costeros en peligro. Presentamos a las focas comunes del lago Iliamna como un estudio de caso único sobre cómo los registros de isotopos dentales pueden ayudar a revelar la ecología críptica de dicha población que reside en un ecosistema intacto. Los resultados también proporcionan información importante de línea base para el sistema el río Kvichak, el cual está enfrentando un futuro incierto debido a la propuesta de un desarrollo industrial de gran escala y al rápido clima cambiante.