Chloe V. Robinson, Brittany C. Visona-Kelly · Scientific Reports · 2025

A geometric morphometric approach for detecting different reproductive stages of a free-ranging killer whale Orcinus orca population

Resumo em português

RESUMO A expansão da obtenção de imagens aéreas baseadas em drones facilitou o aumento dos dados coletados de populações de mamíferos marinhos livres, em especial espécies de cetáceos. Essa abordagem não invasiva permite avaliações da condição corporal, incluindo saúde nutricional e reprodutiva. No entanto, os métodos existentes de análise de imagens são demorados e carecem da granularidade necessária para determinar gestações em estágio inicial e taxas de aborto espontâneo. Neste estudo, utilizamos um conjunto de dados de quatro anos de imagens aéreas baseadas em drones combinadas com status reprodutivos conhecidos (isto é, não grávidas, grávidas em estágio inicial, grávidas em estágio avançado e lactantes) para orcas (Orcinus orca), a fim de desenvolver um protocolo baseado em morfometria geométrica para detectar o status reprodutivo. Demonstramos a separação significativa dos arquivos de forma resultantes relacionados ao status reprodutivo entre todos os status, exceto lactantes. Essa abordagem detecta com confiabilidade gestações em estágio inicial e destaca as localizações morfológicas das principais alterações de forma durante o período de lactação. Ilustramos a aplicabilidade do nosso protocolo de morfometria geométrica para determinação rápida e robusta do status reprodutivo em uma espécie de cetáceo livre. Este trabalho ajuda a atender à necessidade de ferramentas universais para obtenção não invasiva de dados demográficos populacionais de cetáceos livres, especialmente em populações que estão sofrendo falhas reprodutivas relacionadas à disponibilidade de presas, para compreender taxas de aborto espontâneo e desencadear ações subsequentes de conservação.

Resumo original em inglês

Abstract The expansion of drone-based aerial imagery has facilitated an increase in data obtained from free-ranging marine mammal populations, in particular cetacean species. This non-invasive approach allows for body condition assessments, including nutritional and reproductive health. Yet, existing methods of image analysis are time-consuming and lack the granularity to determine early-stage pregnancies and miscarriage rates. In this study, we leveraged a four-year dataset of drone-based aerial imagery paired with known reproductive statuses (i.e., non-pregnant, early-stage pregnant, late-stage pregnant, and lactating) for killer whales (Orcinus orca) to develop a geometric morphometric-based protocol for detecting reproductive status. We demonstrate the significant separation of resulting shapefiles related to reproductive status between all statuses apart from lactating. This approach reliably detects early-stage pregnancy and highlights the morphological locations of major shape changes during the lactation period. We illustrate the applicability of our geometric morphometric protocol for rapid, robust determination of reproductive status in a free-ranging cetacean species. This work helps to satisfy the need for universal tools for non-invasively gleaning population demographic data from free-ranging cetaceans especially of populations which are experiencing prey-related reproductive failures, to understand miscarriage rates and trigger subsequential conservation actions.

Espécies citadas

• Orcinus orca · orca
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Orcinus orca.