Kieran M. Tierney, Rona A. R. McGill, Andrew Brownlow, Kerry L. Sayle, Brian G. Tripney, Elaine Dunbar, Jason Newton, Maeva Terrapon, Mariel T. I. ten Doeschate, Nicholas J. Davison, Zena Timmons, Andrew C. Kitchener, Andrew C. Kitchener · Frontiers in Marine Science · 2026

Integrating radiocarbon and stable isotopes in odontocete teeth to reveal life histories

Resumo em português

A estimativa precisa da idade é fundamental para compreender as histórias de vida de mamíferos marinhos de longa duração, servindo de base para avaliações de mudanças ontogenéticas na ecologia alimentar, no tempo reprodutivo e na interpretação da carga de contaminantes. Dentes de odontocetos apresentam grupos de camadas de crescimento (GLGs) amplamente usados para reconstruir histórias de vida, embora sua periodicidade anual ainda não esteja suficientemente validada em muitas espécies. Aqui, combinamos análises de radiocarbono de bombardeio (¹4C) e isótopos estáveis (δ¹³C, δ¹5N) de GLGs de dentina de dois cachalotes (Physeter macrocephalus) e três orcas (Orcinus orca) encalhadas na Escócia para avaliar a cronologia dos GLGs e variações ecológicas. Os perfis de radiocarbono tanto em cachalotes quanto em uma orca alinham-se com curvas de referência marinhas de bombardeio, apoiando a deposição anual dos GLGs durante o início e meio da vida. Em contraste, os valores de radiocarbono em outra orca indicam um desacordo entre a contagem dos GLGs e o tempo decorrido, com 52 GLGs visíveis, mas valores de F¹4C compatíveis com uma idade substancialmente maior, potencialmente superior a 65 anos. Outro indivíduo apresenta valores elevados e consistentes de radiocarbono, com F¹4C aproximadamente entre 1.11 e 1.13, associados a entradas derivadas do reprocessamento nuclear, indicando forrageamento a longo prazo no ambiente marinho oeste da Escócia. Nos dentes dos cachalotes, os valores de δ¹³C variaram aproximadamente de −14,0‰ a −11,7‰ e os de δ¹5N de 11,3‰ a 17,1‰, com ambos os indivíduos mostrando diminuição de δ¹³C e aumento de δ¹5N ao longo do registro dentário. Nas orcas, os valores de δ¹³C variaram aproximadamente de −15,4‰ a −12,4‰ e os de δ¹5N de 12,4‰ a 19,2‰, com intervalos isotópicos individuais distintos indicando histórias ecológicas divergentes. Esses resultados demonstram que os dentes dos odontocetos preservam registros ecológicos temporalmente estruturados, mas que as cronologias baseadas em GLGs podem perder fidelidade em indivíduos mais velhos, ressaltando o valor da integração da validação por radiocarbono com análises isotópicas.

Resumo original em inglês

Accurate age estimation is fundamental to understanding the life histories of long-lived marine mammals, underpinning assessments of ontogenetic shifts in foraging ecology, reproductive timing and interpretation of contaminant burdens. The teeth of odontocetes have growth layer groups (GLGs) that are widely used to reconstruct life histories, yet their annual periodicity remains insufficiently validated in many species. Here, we combine bomb radiocarbon (¹4C) and stable isotope (δ¹³C, δ¹5N) analyses of dentine GLGs from two sperm whales (Physeter macrocephalus) and three killer whales (Orcinus orca) stranded in Scotland to evaluate GLG chronology and ecological variation. Radiocarbon profiles in both sperm whales and one killer whale align with reference marine bomb curves, supporting annual GLG deposition during early and mid-life. In contrast, radiocarbon values in another killer whale indicate a mismatch between GLG counts and elapsed time, with 52 visible GLGs but F¹4C values consistent with a substantially older age, potentially 65+ years. A further individual exhibits consistently elevated radiocarbon values, with F¹4C approximately 1.11–1.13, linked to nuclear reprocessing-derived inputs, indicating long-term foraging within the west of Scotland marine environment. In sperm whale teeth, δ¹³C values ranged from approximately −14.0‰ to −11.7‰ and δ¹5N values from 11.3‰ to 17.1‰, with both individuals showing decreasing δ¹³C and increasing δ¹5N through the tooth record. In killer whales, δ¹³C values ranged from approximately −15.4‰ to −12.4‰ and δ¹5N values from 12.4‰ to 19.2‰, with distinct individual isotopic ranges indicating divergent ecological histories. These results demonstrate that odontocete teeth preserve temporally structured ecological records, but that GLG-based chronologies may lose fidelity in older individuals, highlighting the value of integrating radiocarbon validation with isotope analyses.

Espécies citadas

• Orcinus orca · orca
  ?

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

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Physeter macrocephalus.