Sviluppo di un protocollo acustico a bordo di navi da whale watching per stimare la taglia di Capodogli a largo di São Miguel, Azzorre.

Abstract

I capodogli, i più grandi odontoceti del mondo, sono noti per utilizzare il suono più potente in natura per cercare le loro prede, i click di ecolocalizzazione. Questi click hanno una natura a multi-impulsi, con impulsi successivi ad ampiezza minore ed equidistanti. La distanza tra due impulsi (inter-pulse interval, o IPI) è stata correlata alla dimensione del loro organo del suono, lo spermaceti. Sono state quindi sviluppate diverse equazioni per mettere in relazione l'IPI con la lunghezza totale dell'animale. Una struttura simile si ritrova anche sui coda click, suoni usati per scopi comunicativi. Questo studio mirava a implementare un protocollo acustico per la stima delle dimensioni e la distribuzione delle dimensioni (e la struttura per età) della popolazione di capodogli a largo dell'isola di São Miguel, Azzorre. La raccolta dei dati è stata effettuata durante i uscite di whale watching, utilizzando un idrofono singolo. I click di ecolocalizzazione e i coda sono stati registrati nell'area dietro gli animali o nel punto dei fluke-up. Due anni di registrazioni sono state raccolte nel sud dell'isola. Un'implementazione del protocollo è stata effettuata da dicembre 2020. Sono stati quindi testati tre diversi approcci per la misurazione dell'IPI: 1) metodo manuale, utilizzando Raven per la visualizzazione dello spettrogramma e della forma d'onda; 2) un metodo automatico con l'IPI plug-in del software PAMGuard che utilizza la cepstral analysis; e 3) un metodo automatico a scopo di test con il software CABLE. Il metodo manuale si è rivelato estremamente preciso ma molto dispendioso in termini di tempo. L' IPI plug-in è stato ritenuto affidabile e ha richiesto meno sforzo da parte dell'operatore. CABLE si è rivelato non adatto al dataset in uso. Le dimensioni e la struttura per età trovate erano coerenti con precedenti studi effettuati a São Miguel, ma questo è il primo caso con un approccio acustico da navi per whale watching.

Sperm whales, the largest toothed whales in the world, are known to use the most powerful sound in nature to search for their preys, the echolocation clicks. These clicks have a multipulsed nature, with decaying and equally spaced subsequent pulses. The time distance between two pulses (inter-pulse interval, i.e., IPI) has been related to the size of their sound generator organ, the spermaceti. Different equations have been then developed to relate the IPI to the total length of the animal. A similar structure is found also on coda clicks, sounds used for communication purposes. This study aimed to implement an acoustic protocol for the size estimation and size structure (thus, age structure) of sperm whales population off São Miguel Island, Azores. Data collection was done during whale watching trips using a single hydrophone. Echolocation clicks and codas were recorded in the area behind the animals or at the point of fluke-up. Two years of recordings have been collected in the south of the island. An implementation of the protocol was done from December 2020. Three different approaches were then tested for the IPI measurement: 1) manual method, using Raven for spectrogram and waveform display; 2) an automatic method with PAMGuard software IPI plugin using cepstral analysis; and 3) an automatic method for testing purposes with CABLE software. The manual method revealed to be highly precise but highly time consuming. The IPI plugin was found reliable and required less effort from the operator. CABLE was found not adapt for the dataset used. The size and age structure found were consistent with previous assessments made in São Miguel, but this is the first case with an acoustic approach from whale watching vessels. Whale watching is an increasing touristic activity in all the Azores islands. Thus, an implementation of an acoustic protocol can potentially lead to population size and age structure of the the sperm whales population found in the Azorean waters.