Meranda M, Thometz NM, Rosen DAS, Reichmuth C. · Conservation physiology · 2026

Metabolic costs of submerged activity in three species of Arctic seals.

Resumo em português

As focas árticas vivem em ambientes dinâmicos caracterizados pelo avanço e recuo sazonais do gelo marinho. Esses mamíferos marinhos anfíbios dependem do gelo marinho como substrato de descanso em terra e para eventos-chave de sua história de vida, mas passam a maior parte do tempo na água. A perda atual e prevista do gelo marinho ressalta a importância de estimar os custos das atividades subaquáticas ao modelar os orçamentos energéticos de focas em estado selvagem sob condições em mudança. No entanto, custos específicos por atividade não estão disponíveis para muitas espécies afetadas. Utilizamos respirometria de fluxo aberto para medir e comparar taxas metabólicas em repouso com os custos energéticos do mergulho submerso e da natação em focas-pintadas (Phoca largha; n = 3), focas-aneladas (Pusa hispida; n = 1) e focas-barbudas (Erignathus barbatus; n = 1). Os indivíduos foram treinados para realizar voluntariamente uma apneia estacionária sustentada submersa ou uma natação contínua submersa antes de emergir em uma cúpula metabólica para medir a taxa de consumo de oxigênio. As taxas metabólicas diminuíram 11-24% em relação à taxa metabólica em repouso para as focas-pintadas e focas-aneladas durante mergulhos de 3, 5 ou 7 minutos, sem alteração com o aumento da duração. A foca-barbuda não apresentou diminuição semelhante do metabolismo durante o mergulho. Todos os indivíduos exibiram aumentos energéticos notáveis para sustentar o exercício subaquático enquanto nadavam em velocidades preferidas por 2-3 minutos. Os custos metabólicos foram 243% e 114% acima dos níveis em repouso para as focas-pintadas e focas-aneladas, respectivamente, mas apenas 60% maiores para a foca-barbuda. Esses resultados revelam respostas fisiológicas conflitantes entre a supressão metabólica durante a submersão (ou seja, resposta ao mergulho) e as demandas de oxigênio da natação ativa (ou seja, resposta ao exercício) em focas árticas, destacando a fisiologia única da foca-barbuda. O custo das atividades submersas pode agora ser considerado em modelos quantitativos dos orçamentos energéticos de focas do gelo, aprimorando a compreensão de como diferenças fisiológicas influenciam a tolerância ou vulnerabilidade específica de cada espécie às condições em rápida mudança no Ártico.

Resumo original em inglês

Arctic seals live in dynamic environments characterized by the seasonal advancement and retreat of sea ice. These amphibious marine mammals rely on sea ice as a haul-out substrate for rest and key life-history events, but they spend the majority of their time in the water. Current and predicted sea ice loss highlights the importance of estimating the costs of in-water activities when modelling the energy budgets of free-ranging seals under changing conditions. Yet, activity-specific costs are not available for many affected species. We used open-flow respirometry to measure and compare resting metabolic rates with the energetic costs of submerged diving and swimming in spotted ( Phoca largha ; n = 3), ringed ( Pusa hispida ; n = 1) and bearded seals ( Erignathus barbatus ; n = 1). Individuals were trained to voluntarily complete a sustained stationary breath hold under water or a continuous submerged swim before surfacing in a metabolic dome to measure rate of oxygen consumption. Metabolic rates decreased 11-24% relative to resting metabolic rate for the spotted and ringed seals while diving for 3, 5, or 7 min and did not change with increasing duration. The bearded seal did not show a similar decrease in diving metabolism. All individuals exhibited notable energetic increases to support exercise underwater while swimming at preferred speeds for 2-3 min. Metabolic costs were 243% and 114% above resting levels for spotted and ringed seals, but only 60% greater for the bearded seal. These results reveal the conflicting physiological responses of metabolic suppression while submerged (i.e. dive response) with the oxygen requirements of active swimming (i.e. exercise response) in Arctic seals and highlight the unique physiology of the bearded seal. The cost of submerged activities can now be considered in quantitative models of ice seal energy budgets, improving understanding of how physiological differences influence species-specific tolerance or vulnerability to rapidly changing Arctic conditions.

Espécies citadas

• Erignathus barbatus · foca-barbuda
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Erignathus barbatus.
• Phoca largha · foca-pintada
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Phoca largha.
• Pusa hispida · foca-anelada
  ?

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