Eve Jourdain, Melissa A. McKinney, Anaïs Remili, Clare Andvik, Carl Fagerlund, Richard Karoliussen, Katrine Borgå, Anders Ruus · Ecology and Evolution · 2026

Advancing Amino Acid Isotope‐Inferred Trophic Ecology in an Apex Predator: Insights From a Data‐Rich Killer Whale Population

Resumo em português

A análise dos isótopos de nitrogênio específicos de aminoácidos (δ 15 N-AA) é cada vez mais utilizada para inferir ecologia trófica, mas ainda é pouco validada em predadores marinhos. Analisamos δ 15 N ( 15 N/ 14 N) e δ 13 C ( 13 C/ 12 C) de tecido total e δ 15 N-AA em 105 amostras de pele coletadas de Orcinus orca individualmente identificadas na Noruega entre 2017 e 2023. Quarenta e dois indivíduos com dietas melhor documentadas entre 2010-2023, baseadas em observações de campo e corroboradas por concentrações de mercúrio e valores de δ 15 N no tecido total da pele, forneceram grupos de dieta de referência contra os quais hipóteses derivadas de δ 15 N-AA foram testadas: Dieta apenas de peixes (100% presas peixes; n = 15), dieta mista intermediária (~10% presas mamíferas além de peixes; n = 14) e dieta mista superior (~50% mamíferos, 50% presas peixes; n = 13). Abordagens univariadas e multivariadas identificaram a dieta como o principal fator de variação do δ 15 N em aminoácidos individuais e no espaço isotópico multivariado, enquanto sexo e estágio de vida tiveram pouco efeito. Contudo, variação interindividual substancial permaneceu sem explicação e parece refletir processos metabólicos. As métricas δ 15 N ΣTrophic-ΣSource (diferença de δ 15 N entre a soma dos aminoácidos tróficos e a soma dos aminoácidos fonte) e a diferença isotópica entre ácido glutâmico/glutamina (Glu) e fenilalanina (Phe) (δ 15 N Glu-Phe) identificaram com sucesso as baleias da dieta mista superior, mas careceram de sensibilidade para identificar indivíduos da dieta mista intermediária, enquanto valores de δ 15 N de treonina não mostraram relação com posição trófica. Prolina (Pro) e Phe usados como par trófico-fonte forneceram as primeiras estimativas plausíveis de posição trófica derivadas de δ 15 N-AA para Orcinus orca e apresentaram desempenho melhor que as estimativas baseadas em isótopos de tecido total quando não se dispunha de conhecimento a priori. A clusterização multivariada dos dados de δ 15 N-AA complementou as estimativas de posição trófica ao resolver variações dietéticas em escala mais fina dentro dos níveis tróficos.

Resumo original em inglês

ABSTRACT Amino acid‐specific nitrogen isotope analysis (δ15N‐AA) is increasingly used to infer trophic ecology, yet remains poorly validated in marine predators. We analyzed bulk tissue δ15N (15N/14N) and δ13C (13C/12C), and δ15N‐AA in 105 skin samples collected from individually identified Norwegian killer whales between 2017 and 2023. Forty‐two individuals with best documented diets in 2010–2023, based on field observations and corroborated by mercury concentrations and bulk tissue δ15N values in skin, provided reference diet groups against which δ15N‐AA‐derived hypotheses were tested: Fish‐only (100% fish prey; n = 15), Intermediate mixed diet (~10% mammalian prey in addition to fish; n = 14), and Top mixed diet (~50% mammals, 50% fish prey; n = 13). Univariate and multivariate approaches identified diet as the primary driver of δ15N variation across individual amino acids and multivariate isotopic space, whereas sex and life stage had little effect. However, substantial inter‐individual variation remained unexplained and appeared to reflect metabolic processes. Metrics δ15NΣTrophic—ΣSource (δ15N difference between the sum of trophic amino acids and the sum of source amino acids) and isotopic difference between glutamic acid/glutamine (Glu) and phenylalanine (Phe) (δ15NGlu–Phe) successfully identified Top mixed diet whales but lacked the sensitivity to identify Intermediate mixed diet individuals, whilst δ15N values of Threonine showed no relationship with trophic position. Proline (Pro) and Phe used as trophic‐source pair provided the first plausible δ15N‐AA‐derived trophic position estimates for killer whales and performed better than bulk isotope‐derived trophic position when a priori knowledge was not available. Multivariate clustering of δ15N‐AA data complemented trophic position estimates by resolving finer‐scale dietary variation occurring within trophic levels.

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.