Influence of underwater acoustic noise on Guiana dolphin, Sotalia guianensis, whistle variation

A poluição sonora é um grave problema nos oceanos devido à eficiência de propagação do som na água e à importância da comunicação acústica para os organismos marinhos. Delfinídeos utilizam o som para comunicação, coordenação de grupo, percepção do hábitat e busca por alimentos, já tendo sido demonstrado que podem alterar suas vocalizações em função do aumento do ruído subaquático. O presente estudo realizou uma comparação dos assobios do boto-cinza Sotalia guianensis em dois ambientes acústicos distintos, um silencioso e um ruidoso, dentro da Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, Brasil. Também foram realizadas investigadas as relações dos parâmetros acústicos dos assobios de S. guianensis com os valores de pressão sonora do ruído subaquático. O sistema de gravação foi totalmente calibrado e consistiu de um gravador digital Marantz PMD670 com taxa de amostragem de 96 kHz e um hidrofone HTI-96MIN (5 Hz 30 kHz, sensibilidade média de -170,5 dB re 1 Pa). As gravações realizadas dos assobios e do ruído subaquático ocorreram simultaneamente em duas regiões da baía: a APA de Guapimirim e o Canal central. Durante o período de amostragem os grupos de S. guianensis foram observados em três estados comportamentais: alimentação, deslocamento e socialização; foram anotadas também informações quanto a tamanho e composição de grupo. A análise dos assobios foi realizada no software Raven 1.4 e 10 parâmetros acústicos foram extraídos. Também foi calculada a razão de emissão de assobios. A análise de ruído subaquático foi realizada no software Adobe Audition 1.5, onde foram extraídos valores de pressão sonora do ruído 300ms imediatamente antes de cada assobio analisado, sendo utilizados para análise estatística os maiores valores de pressão sonora dentro de sete intervalos de frequência. Um Teste U de Mann-Whitney foi aplicado para comparar os parâmetros acústicos dos assobios e os valores de pressão sonora das duas regiões amostradas. Esta comparação foi feita para cada estado comportamental observado durante a coleta. Posteriormente foi realizado um teste de correlações de Spearman para investigar a relação entre os parâmetros acústicos e os valores de pressão sonora. Este teste também foi feito separadamente para cada estado comportamental. No comportamento de alimentação foi encontrada diferença na duração, na frequência central e em todos os valores de pressão sonora. Durante o comportamento de socialização foi encontrada diferença na duração e em todos os valores de pressão sonora. Durante o comportamento de alimentação foi encontrada relação entre cinco parâmetros acústicos, a taxa de vocalização e a pressão sonora. Durante o comportamento de socialização foi encontrada relação entre a duração e a pressão sonora. S. guianensis alterou seu comportamento acústico em situações ruidosas, diminuindo a duração e aumentando a taxa de vocalização. Na Baía de Guanabara esta espécie está exposta diariamente a poluição sonora, sendo a APA de Guapimirim o ambiente acústico menos perturbado a que S. guianensis tem acesso.Sound pollution is a grave problem in the oceans due to the efficiency of underwater sound propagation and to the importance of acoustic communication to marine organisms. Delphinids use sound for communication, group coordination, habitat perception and foraging, and it has already been demonstrated that their vocalizations can be altered due to underwater noise. The present study performed a comparison of the whistles of the marine tucuxi Sotalia guianensis between two distinct acoustic environments, one silent and one noisy, inside Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil. An investigation of the relationship between S. guianensis whistles acoustic parameters and underwater noise pressure level was also performed. The recording system was calibrated for all input levels and consisted of a digital recorder Marantz PMD670 with a sample rate of 96 kHz and one hydrophone HTI-96MIN (5 Hz 30 kHz, mean sensitivity of -170,5 dB re 1 Pa). Whistles and underwater noise were recorded simultaneously in two regions of the bay: Guapimirim environmental protection area and the main channel. During the sampling period groups of S. guianensis were observed in three behavioral states: feeding, travelling and socialization; information regarding group size and composition were also registered. Whistle analysis was performed with software Raven 1.4 and 10 acoustic parameters were extracted. Whistling rate was also calculated. Underwater noise analysis was performed with software Adobe Audition 1.5, where noise pressure levels were extracted 300ms immediately before each analyzed whistle, being utilized for statistical analysis the highest values in seven frequency intervals. A Mann-Whitney U Test was applied to compare acoustic parameters and noise values between the two sampled regions. This comparison was performed for each behavioral state observed during data collection. Posteriorly a Spearman correlations test was applied to investigate the relationship of whistle parameters with noise values. This test was also performed for each behavioral state. In feeding behavior was found difference in whistle duration, central frequency and in all noise levels. In socialization behavior was found difference in whistle duration and in all noise levels. In feeding there was correlation of five acoustic parameters and whistling rate with noise values. In socialization behavior there was correlation of whistle duration and noise values. S. guianensis altered its acoustic behavior in noisy situations, shortening duration and increasing whistling rate. In Guanabara Bay this species is daily exposed to noise pollution, and Guapimirim environmental protection área is the least acoustically disturbed environment that S. guianensis has access to