Browsing by Author "Borrás Chávez, Renato Francisco"

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    Large and in charge: cortisol levels vary with sex, diet, and body mass in an Antarctic predator, the leopard seal
    (2023) Sperou, Emily S.; Crocker, Daniel E.; Borrás Chávez, Renato Francisco; Costa, Daniel P.; Goebel, Michael E.; Kanatous, Shane B.; Krause, Douglas J.; Trumble, Stephen J.; Kienle, Sarah S.
    Evaluating physiological responses in the context of a species’ life history, demographics, and ecology is essential to understanding the health of individuals and populations. Here, we measured the main mammalian glucocorticoid, cortisol, in an elusive Antarctic apex predator, the leopard seal (Hydrurga leptonyx). We also examined intraspecific variation in cortisol based on life history (sex), morphometrics (body mass, body condition), and ecological traits (δ15N, δ13C). To do this, blood samples, life history traits, and morphometric data were collected from 19 individual leopard seals off the Western Antarctic Peninsula. We found that adult leopard seals have remarkably high cortisol concentrations (100.35 ± 16.72 μg/dL), showing the highest circulating cortisol concentration ever reported for a pinniped: 147 μg/dL in an adult male. Leopard seal cortisol concentrations varied with sex, body mass, and diet. Large adult females had significantly lower cortisol (94.49 ± 10.12 μg/dL) than adult males (120.85 ± 6.20 μg/dL). Similarly, leopard seals with higher isotope values (i.e., adult females, δ15N: 11.35 ± 0.69‰) had lower cortisol concentrations than seals with lower isotope values (i.e., adult males, δ15N: 10.14 ± 1.65‰). Furthermore, we compared cortisol concentrations across 26 closely related Arctoid taxa (i.e., mustelids, bears, and pinnipeds) with comparable data. Leopard seals had the highest mean cortisol concentrations that were 1.25 to 50 times higher than other Arctoids. More broadly, Antarctic ice seals (Lobodontini: leopard seal, Ross seal, Weddell seal, crabeater seal) had higher cortisol concentrations compared to other pinnipeds and Arctoid species. Therefore, high cortisol is a characteristic of all lobodontines and may be a specialized adaptation within this Antarctic-dwelling clade. Together, our results highlight exceptionally high cortisol concentrations in leopard seals (and across lobodontines) and reveal high variability in cortisol concentrations among individuals from a single location. This information provides the context for understanding how leopard seal physiology changes with life history, ecology, and morphology and sets the foundation for assessing their physiology in the context of a rapidly changing Antarctic environment.
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    Living in the fast lane : for aging ecology of the Antarctic fur seal (Arctocephalus gazella) at the edge of their breeding distribution
    (2020) Borrás Chávez, Renato Francisco; Fariña Rivas, José Miguel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    Estudiar la conducta de forrajeo de las especies, es crucial para entender la relación entre la adquisición de energía de los individuos y su consecuente éxito reproductivo. En época reproductiva, las estrategias de forrajeo en mamíferos marinos dependen principalmente de dos factores; (1) La lactancia y los requerimientos energéticos de las crías a lo largo de la temporada de crianza y (2) la variabilidad del ambiente en el que se desenvuelven, la que afectará la disponibilidad y abundancia de las presas. Para lidiar con estos factores, los mamíferos marinos modifican su conducta en múltiples escalas y/o, de ser posible, modifican sus presas objetivo. Las consecuencias de estas modificaciones conductuales de cada individuo podrían gatillar diferencias en la sobrevivencia de las crías lo que en el largo plazo mostrará cambios a escala poblacional. El lobo fino Antártico, Arctocephalus gazella es un gran modelo para estudiar ecología conductual de forrajeo. Investigaciones previas, han cuantificado las respuestas conductuales ante la variabilidad ambiental en múltiples y diversas colonias, permitiendo la comparación entre colonias con diferentes características. La plasticidad conductual es la mayor ventaja que posee la especie ante la incertidumbre que aporta el cambio climático sobre sus especies presa. Sin embargo, no comprenderemos en su totalidad cuan plástica puede ser la especie sin estudiar la conducta de aquellas colonias que se reproducen al borde de la distribución de la especie y que operan ya con limitadas posibilidades para modificar su conducta. Estudiar cómo sobrellevan los gastos energéticos propios de la crianza (i.e. lactancia) y la respuesta ante la variabilidad ambiental adicional aportada por fenómenos oceanográficos sobre áreas ya altamente heterogéneas, nos permitirá predecir cómo responderá la especie a la futura intensificación de los fenómenos atmosféricos producto del cambio climático. A través del uso de instrumentos electrónicos denominados “temperature depth recorders” instalados en hembras de lobo fino Antártico durante tres temporadas reproductivas, combinamos datos de conducta, estimadores de dieta, y herramientas de inteligencia artificial para estimar las estrategias de forrajeo utilizadas al límite sur de la distribución geográfica de la especie. Cuantificamos la conducta asociadas a factores intrínsecos de los individuos (el costo de la lactancia) y las estrategias relacionadas al incremento en la variabilidad ambiental sobre una colonia que ya operan en ambientes altamente heterogéneos. En el estudio de mamíferos marinos, conocemos mucho sobre el costo metabólico de la lactancia, pero no sabemos mucho sobre sus implicancias conductuales. En el primer capítulo, cuantificamos simultáneamente la conducta de individuos lactantes y no lactantes mediante la instalación, por primera vez en otáridos, de instrumentos sobre hembras sin crías. Las hembras lactantes mostraron una reducción del tiempo en costa y en la duración de los viajes de forrajeo además de un aumento en el tiempo invertido buceando. Estos cambios sugieren un claro esfuerzo adicional para compensar las limitaciones asociadas a la crianza. En el segundo capítulo, empleamos herramientas de inteligencia artificial para el reconocimiento de buceos asociados a cada presa capturada. Esto se logró mediante la validación de un algoritmo de toma de decisiones con información cuantitativa de la presa consumida obtenida a partir de análisis de ácidos grasos extraídos de muestras de leche, que representan la proporción de una u otra presa capturada en el viaje inmediatamente previo a la obtención de la muestra. Con esto, calculamos la proporción de tiempo invertido buceando y la frecuencia de buceos asociadas a la capturar de una u otra presa en cada viaje de alimentación. El modelo predice la presa capturada con un 76.2% de precisión y, junto a esto, se describió, por primera vez, la manera en la que las hembras lactantes bucean para adquirir krill o peces. Finalmente, el capítulo tres determina las estrategias de forrajeo utilizadas por las hembras de esta colonia y las diferencias en la conducta de forrajeo de los animales entre las temporadas. Esto se realizó mediante dos estimadores de dieta (análisis fecales y ácidos grasos), evaluación de la conducta espacial, y la implementación de la herramienta predictiva diseñada en el capítulo dos sobre el set de datos completo. Contrario a la temporada 2015/16, las temporadas 2014/15 y 2016/17, presentaron anomalías en la disponibilidad de la presa que repercutieron en la conducta de los animales. 2014/15 se caracterizó por un inusual inicio de temporada muy frío en la costa, y la temporada 2016/17, fue influenciada por un evento extremo de El Niño Oscilación del Sur repercutiendo en las condiciones de hielo de invierno producto de un fuerte Modo Anular del Sur, influyendo sobre las condiciones de la presa durante el invierno y, consecuentemente, el estado de la presa en el verano austral 2016/17. Además, ambas temporadas, 2014/15 y 2015/16, registraron una significativa reducción de la densidad de krill comparado con 2015/16. En las temporadas de baja disponibilidad de krill (2014/15, 2016/17), observamos como las conductas obedecen a las fluctuaciones de esta presa, cambiando a un mayor consumo de peces respecto al 2015/16. Esto se observó en 1.- un mayor porcentaje de ácidos grasos asociados a peces en las temporadas adversas y, 2.- Un mayor uso de estrategias que tendían a la captura de peces sobre krill en 2014/15 y 2016/17. Esto incluso se observó, en etapas de la temporada donde, según la literatura, la dieta se compone casi exclusivamente de krill. No se observaron cambios en las conductas de buceo entre las diferentes temporadas, presumiblemente por las limitantes energéticas asociadas a la crianza y la lactancia en ambientes extremos, siendo el cambio en la elección de presa la única alternativa para lidiar con la variabilidad adicional provocada por estos eventos atmosféricos sobre un ambiente ya altamente heterogéneo. La tasa metabólica de campo de esta colonia es similar a la de hembras reproductivas en otras localidades pero que se encuentran bajo altos niveles de estrés debido a la disponibilidad y distribución de la presa. Al muestrear individuos no lactantes, hemos establecido que el límite sur de la distribución reproductiva de la especie no está dado por el medio en el que se desenvuelven, sino por las restricciones inherentes a la lactancia. Las colonias reproductivas de borde aún pueden responder ante estrés adicional impuesto por eventos atmosféricos y por esto, la especie podría estar preparadas para enfrentar la incertidumbre del cambio climático en localidades más al norte. Sin embargo, estudios ya sugieren complejos escenarios futuros para ambos grupos taxonómicos que constituyen las presas más importantes de esta colonia (krill y mictófidos), y que podrían reforzar el papel de una regulación “bottom-up” sobre la especie. Esto resalta la sensibilidad con la que deben operar las hembras al límite sur de su distribución geográfica reproductiva y lo limitadas que están de modificar su conducta ante cambios en la disponibilidad de presa. Por esto, la continuidad de los monitoreos de estas colonias, y la inclusión de aproximaciones de genética del paisaje, podrían entregar información invaluable para comprender el potencial de respuesta que este y otros depredadores tendrán frente al incierto futuro de la región.
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    Morphological, ultrastructural, and genetic characterization of coalescence in the intertidal and shallow subtidal kelps Lessonia spicata and L-berteroana (Laminariales, Heterokontophyta)
    (2014) González, A.; Borrás Chávez, Renato Francisco; Beltrán Muñoz, Jessica del Carmen; Flores Rojas, Verónica Beatriz.
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    Novel penguin Avian avulaviruses 17, 18 and 19 are widely distributed in the Antarctic Peninsula
    (2019) Olivares, F.; Tapia, R.; Galvez, C.; Meza, F.; Barriga, G.P.; Borrás Chávez, Renato Francisco; Mena-Vasquez, J.; Medina, Rafael; Neira, V.
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    Repetitive harvesting of Macrocystis pyrifera (Phaeophyceae) and its effects on chemical constituents of economic value
    (2016) Borrás Chávez, Renato Francisco; Edwards, Matthew S.; Arvizu-Higuera, Luz; Rodríguez-Montesinos, Elizabet Yoloxochitl; Hernández-Carmona, Gustavo; Briceño-Domínguez, Diego
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    Variability in age of a Southern Ocean myctophid (Gymnoscopelus nicholsi) derived from scatrecovered otoliths
    (2020) Klemmedson, Angela D.; Reiss, Christian S.; Goebel, Michael E.; Kaufmann, Ronald S.; Dorval, Emmanis; Linkowski, Tomasz B.; Borrás Chávez, Renato Francisco
    Myctophids are ecologically important in the Southern Ocean, where they occupy a central trophic position and are a key energy resource for top predators. However, understanding their population dynamics is limited by a paucity of data due to sampling challenges. Antarctic fur seal Arctocephalus gazella scats provide large collections of otoliths and other prey remains that can be used to form time series for important mesopelagic taxa such as Gymnoscopelus nicholsi (Gn). Examination of otoliths from scats allowed for a reconstruction of Gn age and length structure from 8 selected sample years between 2000 and 2015. While mean reconstructed length did not change significantly over the time series, mean age declined. Older age classes were scarce in scat samples, and age-6 animals were not found after 2008. During the same time period, Gn otoliths in fur seal scats declined from approximately 2000 to fewer than 200. The decline in the number of otoliths in Antarctic fur seal scat samples coupled with the negative trend in mean age suggests declines in the availability of Gn on the South Shetland Island slope region between 2000 and 2015. This study demonstrates the utility of central-place foragers in assessing populations of unfished but ecologically important mesopelagic fishes, thus allowing evaluation of hypotheses about their population structure and dispersal.