El estudio de los cetáceos en el mar se refiere principalmente al estudio de su ecología – cómo los organismos interaccionan entre sí y con el resto del medio ambiente. A nivel de individuo esto implica investigar el comportamiento alimenticio, social y reproductor, que afecta a cómo los animales crecen, sobreviven y se reproducen en relación con elementos de su ambiente físico y biótico. A nivel de población, nos interesan los factores que influencian la distribución de la especie en el espacio y el tiempo, su abundancia o escasez en áreas particulares, y las fluctuaciones o tendencias en las poblaciones a lo largo del tiempo. La ecología implica el estudio de la fisiología, historia natural, comportamiento, evolución y dinámica de poblaciones, y requiere experimentación, trabajos de campo y modelización matemática.

Los cetáceos son objetivos especialmente difíciles en el trabajo de campo. Típicamente se extienden sobre áreas extensas y, debido a que sus presas viven bajo agua, pasan gran parte de su tiempo alimentándose bajo la superficie. En general, los cetáceos son difíciles de observar e incluso más difíciles de capturar para realizar estudios directos sobre ellos, y los métodos de estudio que se han desarrollado reflejan estas restricciones.

Estos métodos incluyen una variedad de técnicas de ‘observación’ desde tierra o desde mar, censos visuales o acústicos, reconocimiento de animales particulares usando foto-identificación, telemetría (recolección remota de datos), y muestreo de tejidos. La aplicación de éstos y otros métodos durante los últimos 30 años ha llevado a un incremento dramático de nuestro conocimiento sobre la distribución, abundancia, movimientos, reproducción, supervivencia, comportamiento alimenticio, genética y dieta de una variedad de especies de cetáceos. El diagrama de la Figura abajo ilustra cómo las diferentes técnicas de investigación se usan para estudiar los diversos aspectos de la ecología de los cetáceos. Esta no es de ninguna manera una lista exhaustiva pero conlleva un mensaje importante: se pueden utilizar una diversidad de métodos para investigar cada tópico, cada uno proporcionando una ventana diferente a través de la cual visualizarlo. El estudio de la ecología de los cetáceos es relativamente reciente y el uso de una variedad de métodos de investigación se ha mostrado beneficioso para el rápido incremento de nuestros conocimientos.

Los censos visuales (o censos de avistamientos) son uno de los principales métodos de investigación para estudiar la distribución y la abundancia de los cetáceos. Son muy valiosos porque se pueden realizar en un amplio rango de escalas: desde pequeños estudios con un mínimo de equipamiento en áreas reducidas para proporcionar información local, hasta grandes censos sobre áreas extensas del océano para proporcionar estimas certeras y precisas para ser usadas en contextos específicos de conservación y gestión.

Los censos visuales usan las llamadas técnicas de muestreo de transecto lineal para la recolección de datos y para el análisis. Estos métodos se desarrollaron en primer término para estimar la abundancia de animales terrestres pero se aplican ahora ampliamente a poblaciones de cetáceos a través de censos en barco o aéreos. En estos censos visuales, el área de estudio es muestreada por la plataforma de avistamientos buscando a lo largo de transectos predeterminados. Se miden (o estiman) los ángulos y distancias a los animales (o grupos) avistados permitiendo el cálculo de la distancia perpendicular desde el avistamiento hasta la línea de transecto. Estos datos se usan para estimar la anchura efectiva de la franja prospectada de tal forma que se pueda estimar la densidad de la muestra. Si los transectos se sitúan en el área de estudio de tal forma que aseguren que cualquier lugar en el área tiene la misma probabilidad de ser prospectado (llamado probabilidad igual de cobertura), la densidad de la muestra se puede simplemente extrapolar a toda el área proporcionando así una estima de abundancia.

Los censos visuales se han usado para estimar la abundancia de rorcuales aliblancos en grandes zonas del Atlántico Norte, Pacífico Norte y Océano del Sur. Se han llevado a cabo otros censos a gran escala en el Atlántico Norte para marsopas, en el Pacífico Oriental Tropical para delfines moteados y acrobáticos, y en el Mediterráneo para delfines listados y rorcuales comunes. Censos de menor escala han generado estimas de abundancia para muchas otras especies en el mundo.

Hay un creciente número de censos visuales que no consiguen una probabilidad igual de cobertura pero que sin embargo generan buenos datos de muestreo de transecto lineal. Para estos censos, el método de modelización espacial recientemente desarrollado provee de una forma de estimar abundancia y de investigar las relaciones entre la distribución de los cetáceos y las características ambientales tales como profundidad del fondo del mar, temperatura del agua y medidas de la productividad del océano. En este método, el muestreo de transecto lineal se combina con el análisis espacial. Los datos de distancia perpendicular se usan para estimar una función de detección, que permite que la abundancia sea modelizada en función de datos físicos y ambientales asociados con los transectos muestreados. De esta forma, se puede estimar la abundancia para toda la zona de estudio a través de extrapolación y se crean mapas de densidad.

Arriba

El sonido se propaga de forma efectiva a través del agua marina y como consecuencia muchas especies de cetáceos (especialmente los odontocetos) han desarrollado una habilidad acústica altamente evolucionada. El sonido se usa para la búsqueda de alimento, en el comportamiento reproductor y para la comunicación en general. Entre los primeros trabajos se incluye el descubrimiento de que las “canciones” de las ballenas yubartas se pueden oír a lo largo de cientos de kilómetros durante sus migraciones a las áreas de reproducción. Estudios más recientes han mostrado cómo los delfines y marsopas usan series de “clicks” de alta frecuencia para buscar y cazar a sus presas, y cómo los delfines usan los “silbidos” para comunicarse entre ellos.

Ya que el sonido es el principal sentido utilizado por los cetáceos, los métodos acústicos pueden ser muy efectivos en el estudio de la ecología y comportamiento de los cetáceos. Los censos acústicos están siendo usados cada vez más para investigar la distribución y abundancia de cachalotes, marsopas y delfines. En estos censos, se arrastra un hidrófono (micrófono subacuático) detrás del barco al final de un largo cable. Los sonidos escuchados son registrados en ordenadores a bordo del barco y usados para calcular medidas de abundancia relativa. Se usan hidrófonos adosados a los llamadas ‘sonobuoys’ anclados en lugares remotos para registrar los sonidos de baja frecuencia de ballenas (misticetos), y los dispositivos de grabación acústica conocidos como POD (‘porpoise detector’) son una herramienta usada habitaualmente para monitorizar el uso de áreas costeras por parte de marsopas y delfines.

Muchas especies de cetáceos poseen marcas naturales distintivas (como patrones de pigmentación o muescas en las aletas dorsales) que varían de un animal a otro de tal forma que los individuos pueden ser reconocidos en el mar. Las fotografías de esas marcas distintivas en individuos forman la base de un método de investigación ampliamente usado para estudiar cetáceos llamado foto-identificación. Estudios de foto-identificación de individuos reconocibles a largo plazo proveen información sobre tamaño de la población y supervivencia (a través de análisis de marcaje-recaptura), movimientos y reproducción.

Las estimas de marcaje-recaptura de tamaño de población se basan en la simple idea de que si una proporción de individuos es marcada en un primer muestreo, entonces se puede obtener una estima de esta proporción observando el número de animales marcados en un segundo muestreo. Si se cumplen varias presunciones acerca de la naturaleza de los datos, estas dos proporciones pueden ser igualadas en una ecuación para dar una estima de abundancia. En la mayoría de los estudios, los registros de recapturas (o re-identificaciones) de una serie de muestreos se compilan en las llamadas ‘historias de captura’, que se utilizan para estimar el tamaño de la población.

Evidentemente, la foto-identificación sólo se puede usar para aquellas especies cuyos individuos posean marcas naturales perdurables y reconocibles. Pero muchas especies tienen estas marcas, y se ha estimado la abundancia, usando los métodos de marcaje-recaptura aplicados a los datos de foto-identificación, a un amplio rango de cetáceos, incluyendo delfines mulares, orcas, yubartas y ballenas azules.

Un desarrollo interesante es el uso de la identidad genética determinada por análisis de ADN obtenido de muestras de tejidos como marca. Es más difícil recolectar los datos, pero algunas ventajas de los marcadores genéticos incluyen el no cambiar con el tiempo (las marcas naturales si pueden), y el proveer información sobre el sexo de los animales muestreados. Este método se ha aplicado a ballenas yubartas en el Atlántico Norte.

Los métodos de marcaje-recaptura se usan también habitualmente para estimar tasas de supervivencia. La idea aquí es que los animales marcados forman una cohorte que se puede seguir por un período de tiempo; los datos sobre si cada animal es recapturado en subsiguientes ocasiones proporcionan información sobre supervivencia. Las presunciones básicas son las mismas que para estimar abundancia. Se ha estimado la supervivencia usando este método en ballenas yubartas, ballenas grises, orcas y delfines mulares.

Los datos de reconocimiento individual son valiosos también para examinar parámetros reproductivos tales como edad al primer parto, el intervalo entre nacimientos y las tasas de reproducción, tal como se ha hecho para ballenas yubartas. Se necesita un muestreo intensivo para obtener esta información sobre reproducción, pero el esfuerzo merece la pena ya que es extremadamente difícil obtenerla por otros medios.

La habilidad de seguir cetáceos en el mar depende críticamente de ser capaces de adosar un dispositivo adecuado al animal. Esto es difícil con cetáceos porque, a diferencia de con las focas, son muy difíciles de capturar y confinar y no tienen pelaje sobre el cual pegar los transmisores. Sin embargo, la cantidad de estudios en cetáceos usando telemetría está aumentando. Se han puesto transmisores en marsopas, delfines mulares e incluso orcas capturando físicamente a los animales y adosando los transmisores a las aletas dorsales mediante pasadores. También se han disparado transmisores en la grasa de ballenas yubartas, francas y azules. Para estudios de comportamiento a corto plazo, se pueden adosar transmisores a la piel de los animales mediante ventosas.

La capacidad de recolectar datos remotamente mediante telemetría de animales en el mar ha incrementado dramáticamente nuestros conocimientos sobre los movimientos y comportamiento de los cetáceos en el mar. La técnica de telemetría más valiosa es la telemetría por satélite, en la cual un transmisor en el animal envía datos a través de un satélite en órbita de la Tierra hasta una estación receptora en tierra desde donde los datos son recuperados a través de un ordenador. Los datos permiten calcular la posición del animal y la gran ventaja de este método es que un animal puede ser seguido en cualquier parte del mundo siempre y cuando el transmisor siga transmitiendo. Otros datos, por ejemplo sobre profundidad de inmersión, velocidad de natación y temperatura del agua, se pueden transmitir también de tal forma que los factores ambientales influenciando la distribución, los movimientos y el comportamiento alimentario se puedan investigar.

El conocimiento de la dieta es importante no sólo en estudios ecológicos sino también en el contexto de las interacciones entre cetáceos y pesquerías. Los contenidos de los estómagos e intestinos de los animales muertos a veces pueden ser el único material disponible y mucho de lo que conocemos acerca de la dieta de los cetáceos se ha obtenido de esta forma. Los análisis de heces se pueden usar a veces para estudiar la dieta de los cetáceos si las heces se pueden sacar del agua. Los métodos bioquímicos para estudiar la dieta incluyen análisis de los ácidos grasos en la grasa, o las tasas de isótopos estables en la piel. Los tejidos para estos análisis se obtienen de animales libres usando dardos de biopsia disparados desde una ballesta o rifle.