Drones for research on sea turtles and other marine vertebrates – A review

We review how unmanned aerial vehicles (UAVs), often referred to as drones, are being deployed to study the abundance and behaviour of sea turtles, identifying some of the commonalities and differences with studies on other marine vertebrates, including marine mammals and fish. UAV studies of all three groups primarily focus on obtaining estimates of abundance, distribution and density, while some studies have provided novel insights on the body condition, movement and behaviour of individuals (including inter-specific interactions). We discuss the emerging possibilities of how UAVs can become part of the standard methodologies for sea turtle ecologists through combining information on abundance and behaviour. For instance, UAV surveys can reveal turtle densities and hence operational sex ratios of sea turtles, which could be linked to levels of multiple paternity. Furthermore, embedding UAV surveys within a mark-recapture framework will enable improved abundance estimates. The complexity of behaviours revealed by direct observations of sea turtles and animal-borne cameras can also be examined using UAV footage, complementing studies using electronic tags, such as time-depth recorders and satellite transmitters. Overall, UAVs provide a low-cost approach of quantifying the flexibility of marine animal behaviour, allowing us to integrate information on abundance to establish how individuals respond to the presence of other organisms and the immediate environment

Depredation of Diamondback Terrapin (Malaclemys terrapin) Nests in North Inlet, SC: Nest Predator Community and the Cues Used by Raccoons to Locate Nests

Predation on diamondback terrapin eggs has been studied in several terrapin populations across their broad geographic range; however, nest predators have not been studied in South Carolina. Objectives of this project were two-fold: first, identify predators of diamondback terrapin eggs in North Inlet, SC; and second, determine the source of olfactory cue(s) used by raccoons to locate terrapin nests. Terrapin nest predators were identified using a combination of camera traps, visual surveys and trackboards. Raccoons were dominant nest predators and depredated 347 of 349 (combined natural and simulated) terrapin nests during the 2013 nesting season. We identified the source of the olfactory cue used by raccoons to locate nests through a series of experiments using simulated terrapin nests. Our results support the conclusion that foraging raccoons primarily utilize the scent of soil disinterred by nesting females, and not scent from the turtles themselves. Lastly, in our efforts to design scent cue experiments, we realized the need for an effective nest predator exclusion device. We conceived and tested a new design for predator exclusion cages that protected 70-100% of nests through three trials (n = 4, 8, 84)

Green turtles on the Island of Cavalos (Guinea-Bissau): abundance, nest success and experimental nest protection

Tese de mestrado em Biologia da Conservação, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018Das sete espécies extantes de tartarugas marinhas, seis possuem actualmente um estatuto de ameaça. A caça de adultos e juvenis, a morte acidental por artes de pesca e a recolecção de ovos são algumas das muitas ameaças enfrentadas por estes animais e que podem levar ao decréscimo dos seus efectivos populacionais. Como tal, existe um esforço internacional para a preservação das várias espécies de tartaruga marinhas existentes e um dos grandes focos desses esforços são os locais de desova. É nesta altura que as tartarugas estão mais facilmente acessíveis tanto para predadores (naturais e introduzidos) como para equipas de conservação. De facto, vários estudos apontam que a recuperação de algumas populações de tartarugas se deve precisamente à protecção dos seus locais de desova e ao aumento da taxa de eclosão dos seus ovos. A tartaruga verde, Chelonia mydas (Linnaeus, 1758) é uma das sete espécies de tartarugas marinhas existentes actualmente. Esta espécie tem o estatuto de ameaça “Em perigo” (EN) atribuído pela IUCN desde a sua primeira avaliação desta espécie em 1982. Esta tartaruga encontra-se presente em águas tropicais e subtropicais em todo o Mundo, mas embora possua inúmeros locais de desova em quase toda a sua área de distribuição, existem alguns locais onde se pode encontrar uma densidade muito elevada de tartarugas nidificantes. Um desses locais é o Parque Nacional Marinho João Vieira e Poilão (PNMJV), no arquipélago dos Bijagós, Guiné-Bissau onde podemos encontrar a terceira maior população de tartarugas verdes nidificantes do Oceano Atlântico e a maior população desta espécie na costa africana. Este estudo foi realizado no PNMJVP, um parque que foi criado com o intuito de proteger as populações de tartaruga verde ali nidificantes. É neste parque que encontramos a ilha de Poilão, uma pequena ilha com apenas 50 ha, onde todos os anos milhares de tartarugas vêm desovar, onde a densidade de ninhos pode ser superior a 1 ninho por metro quadrado, com um total de ninhos que em anos de maior abundância ultrapassa os 30 000. Contudo, embora nesta ilha ocorram censos anuais da população de tartarugas nidificante, as restantes ilhas do PNMJVP encontram-se relativamente pouco estudadas. O PNMJVP é composto por 4 ilhas, alguns ilhéus e bancos de areia e a água que as envolve, possuindo ao todo 450 km2 de área. Dessas quatro ilhas, para além de Poilão, apenas na ilha de João Vieira foi quantificada a população nidificante de tartarugas, com um total estimado de 596 ninhos em 2011, bastante diferente dos mais de 30 000 ninhos estimados para Poilão no mesmo ano. Nas restantes ilhas (Cavalos e Meio), nunca foi feito um estudo científico direccionado às populações de tartarugas. As ilhas do PNMJVP são sagradas para os Bijagós da ilha vizinha (Canhabaque), sendo propriedade tradicional de quatro aldeias (tabancas) da mesma. Embora as quatro ilhas sejam sagradas e desempenhem um papel fundamental no ritual de passagem à idade adulta praticado pelos bijagós (o “fanado”), existem normas de conduta diferentes entre as várias ilhas. Enquanto que em Poilão é proibido o derramamento de sangue e o corte da vegetação, essas regras relaxam nas outras ilhas. Em Cavalos já não existem regras contra o derramamento de sangue, embora não seja permitida a entrada na floresta a quem não passou ainda pelo ritual do “fanado”. Finalmente, nas ilhas de João Vieira e Meio, é praticado “m’pam pam”, uma prática de agricultura itinerante de arroz que envolve o uso de queimadas e o corte da vegetação nativa, intervalada por alguns anos (a duração do intervalo é variável) durante os quais na zona intervencionada existe crescimento de floresta secundária. Na ilha de Cavalos, existem porcos ferais, Sus scrofa (Linnaeus 1758), que se pensa terem sido introduzidos pelos nativos das ilhas vizinhas e cujo impacto na população de tartarugas é desconhecido. No primeiro capítulo desta tese foi feita uma estimativa do número total de tartarugas que utilizaram a ilha de Cavalos como local de nidificação em 2016. Esse valor foi comparado com a intensidade de utilização das ilhas de João Vieira e Poilão, podendo-se assim determinar que a ilha de Cavalos tem uma importância intermédia entre João Vieira e Poilão, com mais de 2000 ninhos estimados para esse ano. Foi feita também uma análise da utilização das diferentes zonas da ilha e dos seus habitats. As tartarugas não utilizaram a ilha por igual, evitando a costa sul e concentrando os seus ninhos nas dunas da costa sudeste. O sucesso de nidificação em Cavalos foi aproximadamente metade do registado em João Vieira e em Poilão (cerca de 35% em Cavalos e 70% nas outras ilhas). Pensamos que essa diferença possa dever-se às características da costa de Cavalos, que em grande parte da sua extensão não apresenta habitat propício para a desova, visto que na maré alta o mar sobe até à floresta. Para além de estudar as dinâmicas de desova na ilha, foi feita uma análise focada nos predadores dos ninhos de tartaruga. Em Cavalos, os varanos, Varanus niloticus (Linnaeus 1758) foram responsáveis por grande parte da predação, predando 30% dos ninhos monitorizados. Foi também registada predação por parte de caranguejos fantasma, Ocypode cursor (Linnaeus 1758) que predaram apenas 6% dos ninhos. Os porcos ferais, cujo impacto nos ninhos de tartaruga era desconhecido, não predaram nem perturbaram quaisquer ninhos, sendo que em 32 dias apenas foram encontrados 9 indícios de actividade de porcos na praia (pegadas e avistamentos). Conseguimos também determinar, através de uma regressão binomial, que a proximidade à vegetação aumenta a probabilidade de os ninhos serem predados por varanos. No segundo capítulo desta tese, foi feito um estudo direccionado à predação dos ninhos pelos varanos. Foram testados 3 métodos de protecção de ninhos, um baseado numa máscara odorífera, outro baseado na camuflagem visual dos ninhos e por fim um método de protecção com redes, já com efeitos comprovados noutras praias de nidificação. Os três métodos de protecção resultaram numa redução do total de ninhos predados de 30% para aproximadamente metade. Contudo, essas diferenças não foram estatisticamente significativas, embora os “p-value” se encontrem muito próximos do limite de 0.05. Para além disso, foi feito um teste com 2 tipos de ninhos artificiais: no primeiro foram usados ovos verdadeiros de tartaruga de forma a deixar pistas odoríferas para os predadores de tartarugas, mas visualmente os “ninhos” foram camuflados de forma a não deixar pistas visuais. No segundo conjunto foi feito o oposto. Os “ninhos”, embora não possuíssem ovos no seu interior, foram construídos de forma a terem o aspecto de ninhos verdadeiros, de maneira a providenciar apenas pistas visuais para os predadores. Os varanos foram capazes de detectar e predar os “ninhos” com ovos no seu interior, contudo não reagiram aos “ninhos” falsos sem ovos. Isto sugere que os varanos se baseiam principalmente no olfacto para detectar os ninhos. Considerando que os tratamentos de protecção de ninhos tiveram reduções similares na predação e visto que os varanos se baseiam principalmente no olfacto para a detecção de presas, o uso de uma máscara de cheiro parece ser um método a considerar na protecção de ninhos. Este resultado é importante pois a protecção de ninhos contra predadores naturais e introduzidos é uma tarefa morosa e dispendiosa quando se usam redes de metal, e o uso de máscaras de cheiro permite reduzir consideravelmente os custos e tempo envolvidos neste processo. Esta foi a primeira vez que foi feito um estudo científico direccionado às tartarugas marinhas na ilha de Cavalos. Os resultados deste estudo permitem uma melhor compreensão da importância que o PNMJVP tem para as populações de tartarugas marinhas da Guiné-Bissau.Of the seven extant species of sea turtle in the world, six are currently threatened with extinction. Poaching and egg recollection are some of many threats faced by these animals and that can lead to a decrease of their population numbers. Because of that, there is a large international effort to the preservation of the remaining sea turtle species. One of the main focus of these programs is the protection of the nesting grounds, as it is on this phase of their life cycle that sea turtles are more easily accessible to both predators and conservation teams. Indeed, several studies point that the recovery of some sea turtle populations is due to the protection of their nesting grounds and to an increase on the proportion of eggs that manage to hatch. The Bijagós archipelago, in Guinea-Bissau, holds one of the largest nesting colonies of the green turtle, Chelonia mydas (Linnaeus 1758) in the world. In the island of Poilão alone, thousands of females come ashore to nest each year. This small island is part of a marine protected area, the “Parque National Marinho João Vieira e Poilão” (PNMJVP), a set of 4 small islands and islets, sacred to the inhabitants of the nearby islands. We aimed to shed some light on the green turtles nesting on the island of Cavalos, an island of the PNMJVP where so far, no scientific study was performed aimed at this species. We found that more than two thousand nests were laid in this island during the 2016 nesting season. Additionally, turtles preferred to nest in the island dunes, a pattern that was different from what was observed in the nearby island of João Vieira, where they rather use the herbaceous plains. This finding is interesting under a climate change perspective as all the islands of the PNMJVP are very low, and the nests built in the dunes are better protected from flooding. As in Cavalos there is a significant number of sea turtle nests predated by nile monitors, Varanus niloticus (Linnaeus 1758), we tested three different nest protection techniques. We used scent and visual masks, as well a nest protection technique used in other areas of the world that consists in protecting the nests with metal or plastic mesh nets. All the techniques tested resulted in a reduction of the number of nests predated. This is an interesting result and with relevance to the sea turtle populations, as the net protection commonly used is relatively expensive to employ in a large scale. As such, the use of a scent mask may be a viable alternative, given that the lizards rely mostly on scent cues to identify potential prey; furthermore, this method is inexpensive and easy to apply

Ecology and conservation of the leatherback sea turtle (Dermochelys coriacea) nesting in Brazil

Knowledge of life-history parameters of marine turtles is essential for understanding their ecology and for effective conservation. The leatherback turtle (Dermochelys coriacea) is globally classified as Vulnerable by the International Union of Conservation of Nature (IUCN), however, distinct subpopulations are recognised and require specific data for the assessment of their conservation status. The Southwest Atlantic Ocean subpopulation is known to regularly nest only in eastern Brazil, on the coast of the state of Espírito Santo. This thesis presents a collection of chapters that investigate the ecology and conservation of this taxon. Multiple technologies and methodologies are employed to ask both ecological and management questions, assessing key population parameters to inform conservation. Here I use long-term data (30 years) to investigate the nesting ecology, population trends and conservation status of leatherback turtles in Espírito Santo. I explore their nesting environment and provide baseline data which will guide further research and management strategies under future scenarios of climate change. I investigate the marine habitat use through stable isotope approaches and satellite telemetry to infer spatial ecology, setting out the conservation situation and perspectives of this important population. Finally, I assess the potential impacts of artificial light on wildlife, using marine turtles in Brazil as a case study. The leatherback turtle rookery in Espírito Santo shows signs of population recovery, however, the existence of various threats means this population remains subject of conservation concern.Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico eTecnologic

Placing Madagascar's marine turtle populations in a regional context using community-based monitoring

This is the author accepted manuscript. The final version is available from Cambridge University Press via the DOI in this record.Madagascar is an important foraging ground for marine turtles in the Western Indian Ocean, yet the status of the country's nesting aggregations remains poorly documented. We assess the current status and trend in nesting throughout Madagascar, including data recorded by a community-based monitoring project in the Barren Isles (western Madagascar). We contextualize the findings in comparison with data from Madagascar's closest neighbouring states. Reports indicate that nesting levels have declined at many coastal sites, with no known recordings since 2000 at > 40 nesting sites. We estimate there are a minimum of 1,200 nests per year in Madagascar, with the largest recorded nesting aggregation (< 1,000 nests per year) found on islands off the west and northern coasts. The majority of nesting aggregations, including those recorded by the community-based monitoring project in the Barren Isles, are relatively small, in the order of < 50 nests per year, yet they are potentially important sources of regional genetic diversity. Nesting on many of the islands (e.g. Tromelin, Europa) around Madagascar has increased over the last 20 years, despite the fact that thousands of turtles probably originating from these sites are taken by fishers in the waters of Madagascar annually. We discuss the importance of protecting small nesting populations, and how community-based monitoring could be an important tool for conserving remote and vulnerable populations and building capacity for natural resource management.We thank in particular Audrey Campillo, a researcher affiliated with the La Réunion-based research group Kelonia (www.kelonia.org), who provided initial training for the community monitoring team in Madagascar. We also thank the eight community members of the monitoring team from Maintirano, Jean Berthieu Nomenjanahary and Armel Bezafy for their assistance, Charlotte Moffat, Jérémie Bossert and Marianne Teoh for assisting with community interviews and data organization, Samir Gandhi for helping to prepare Figs 1–3, the State of the World's Sea Turtles, National Geographic's Conservation Trust and The Rufford Foundation for supporting Blue Ventures’ marine turtle conservation and research work in Madagascar, and two referees for their helpful input