Foraging rates of ram‐filtering North Atlantic right whales. (10th June 2019)

• Record Type: Journal Article
• Authors: van der Hoop, Julie Marie; Nousek‐McGregor, Anna E.; Nowacek, Douglas P.; Parks, Susan E.; Tyack, Peter; Madsen, Peter Teglberg
• Editors: Goldbogen, Jeremy
• Is Part Of: Functional ecology. Volume 33:Number 7(2019)
• Page Start: 1290
• Page End: 1306
• Publication Date: 2019-06-10
• Subjects: biomechanics -- drag -- filter feeding -- foraging -- ram filtration -- right whale; Ecology -- Periodicals; 574.505
• DOI: 10.1111/1365-2435.13357
• Languages: English
• ISSNs: 0269-8463

Abstract

Abstract: North Atlantic right whales spend their summer months foraging primarily in American and Canadian Atlantic waters on high‐energy‐density prey. Here, they rapidly accumulate and store energy obtained within a few months to support future migrations and reproduction while fasting. High drag from their ram‐filter foraging strategy places a limit on what prey densities will be energetically efficient to target. Our understanding of the volume of prey‐laden water filtered by right whales during a dive or foraging bout, and what information they use to decide to forage or not, has been limited by the difficulties of measuring when they feed at depth, how fast they swim during continuous ram filtration and how often they might swallow accumulated prey. We used 10 DTAG deployments from right whales in the Bay of Fundy, Canada, to quantify swimming speeds and estimate the volume of prey‐laden water filtered per dive. We used the tag's inertial sensors to evaluate the timing of frequent biomechanical changes that likely indicate the truncation of continuous filtration, and whether the number or timing of these fluking bouts relates to longer feeding dives or other foraging decisions. During foraging dives, right whales descended at 1.4 (±0.2 SD ) m/s and slowed to swim at 1.1 (±0.3) m/s while filtering. We found consistent pauses in the fluking behaviour of foraging right whales, every 56 (±22) s. Whales filtered on average 78 (±30) m 3 of water per fluking bout and on average 673 (±201) m 3 per dive. Right whales filter large volumes of water at low speeds with a high duty cycle, but require sufficiently high prey energy densities to compensate for a high‐drag foraging strategy. Closely related bowhead whales have a larger gape but swim more slowly, filtering greater volumes with lower drag. Our findings highlight that right whales acquire their energy in a relatively short period of intense foraging; even moderate changes in their feeding behaviour or their prey energy density are likely to negatively impact their yearly energy budgets and therefore reduce fitness substantially. A plain language summary is available for this article. Abstract : Plain Language Summary Abstrait: Les baleines noires de l'Atlantique du Nord passent les mois d'été à se nourrir principalement de proies à haute densité énergétique dans les eaux américaines et canadiennes de l'Atlantique. Dans ces régions, elles accumulent et emmagasinent rapidement l'énergie obtenue en quelques mois afin de supporter les migrations futures et la reproduction alors qu'elles jeûnent. La forte traînée découlant de leur stratégie de recherche de nourriture utilisant une filtration continue impose une limite aux densités de proies qu'il leur sera énergétiquement efficace de cibler. Notre compréhension du volume d'eau chargée de proies filtrées par les baleines noires lors d'une plongée ou d'un épisode de recherche de nourriture, et des informations qu'ils utilisent pour décider de se nourrir ou non, a été limitée par les difficultés de mesurer le moment où elles se nourrissent en profondeur, la vitesse à laquelle elles nagent lors de la filtration en continu, et la fréquence à laquelle elles peuvent avaler les proies accumulées. Nous avons utilisé 10 déploiements de DTAG sur des baleines noires dans la baie de Fundy, au Canada, pour quantifier la vitesse de nage et estimer le volume d'eau rempli de proies qui est filtré par plongée. Nous avons utilisé les senseurs inertiels des balises pour évaluer le moment des fréquents changements biomécaniques indiquant une interruption de la filtration en continu, et pour déterminer si le nombre ou le moment de ces efforts de propulsion sont liés à des plongées plus longues ou à d'autres décisions alimentaires. Pendant les plongées de quête alimentaire, les baleines noires sont descendues à 1.4 (±0.2 SD ) m/s et ont ralenti pour nager à 1.1 (±0.3) m/s en filtrant. Nous avons trouvé des pauses régulières à chaque 56 secondes (±22) dans le comportement de propulsion des baleines en quête de nourriture. Les baleines filtraient en moyenne 78 (±30) m 3 d'eau par séance de propulsion, et en moyenne 673 (±201) m 3 par plongée. Les baleines noires filtrent de grands volumes d'eau à basse vitesse de façon hautement récurrente, mais requièrent des proies dont la densité énergétique est suffisamment élevée pour compenser une stratégie d'alimentation à forte traînée. De proches voisines comme les baleines boréales ont une gueule plus grande mais nagent plus lentement, ce qui leur permet de filtrer de plus grands volumes avec moins de trainée. Nos résultats soulignent que ces balaenidés en voie de disparition acquièrent leur énergie sur une période relativement courte et intense de recherche de nourriture; même des changements modérés dans leur comportement alimentaire ou la densité énergétique de leurs proies sont susceptibles d'avoir un impact négatif sur leur budget énergétique annuel et donc de réduire considérablement leur aptitude à survivre et se reproduire.