Peeking into the bleak midwinter: Investigating nonbreeding strategies of Gentoo Penguins using a camera network

Abstract

When monitoring species with extensive ranges in harsh climates, comprehensive studies across a species' range are both logistically and technically challenging and therefore rare. Such scarcity in data collection is particularly true in the polar regions where sea ice and weather constraints prevent widespread access to sites for much of the year, specifically during winter. Penguins (Spheniscidae) show large variations in winter strategies with many species migrating long distances while others are distinctly sedentary, remaining at the colony year-round. However, in some species, their attendance at the breeding site during the nonbreeding winter period depends greatly on the colony location and environmental factors. Here we aim to examine fluctuations in winter attendance at the breeding site in Gentoo Penguins (Pygoscelis papua) along a latitudinal gradient of 7 sites, ranging from Martillo Island, a colony in Argentina, to Petermann Island, a colony located toward the southern edge of the species' range on the Western Antarctic Peninsula. We use an established network of cameras to observe winter populations of penguins across a large latitudinal gradient. This study provides the first evidence of across-year variation in Gentoo Penguin nonbreeding attendance at the breeding site. We found that both temporal and spatial factors drive winter attendance in this species with distinct patterns between years and colony locations, particularly at the edges of its range. Additionally, environmental and temporal factors, including sea ice extent directly offshore and photoperiod, appear to dictate Gentoo Penguin winter attendance across their range. As Gentoo Penguins are neither sedentary nor migratory during the nonbreeding period, understanding patterns in winter site occupation across time and space provides insight into half of the species' annual cycle and has important implications in the face of changes in climate, direct human disturbance, and fisheries activities.

Lors du suivi d'espèces comportant des aires de répartition vastes dans des climats rigoureux, les études approfondies sur toute l'aire de répartition de l'espèce représentent un défi logistique et technique, et sont par conséquent rares. Une telle rareté de collecte de données est particulièrement vraie dans les régions polaires, où la glace de mer et les contraintes météorologiques empêchent d'accéder aisément aux sites une bonne partie de l'année, particulièrement en hiver. Les manchots (Spheniscidae) présentent une grande variation dans les stratégies hivernales, plusieurs espèces migrant sur de longues distances alors que d'autres sont distinctement sédentaires et restent dans la colonie toute l'année. Toutefois, chez certaines espèces, la fréquentation du site de reproduction au cours de la période hivernale non reproductive dépend beaucoup de l'emplacement de la colonie et de facteurs environnementaux. Notre étude vise à examiner les fluctuations de la fréquentation hivernale au site de reproduction de Pygoscelis papua le long d'un gradient latitudinal de sept sites, allant de l'île Martillo, une colonie en Argentine, à l'île Petermann, une colonie située près de la limite sud de l'aire de répartition de l'espèce, sur la péninsule antarctique occidentale. Nous utilisons un réseau de caméras déjà en place pour observer les populations hivernales de manchots le long d'un important gradient latitudinal. Cette étude fournit les premières preuves d'une variation interannuelle de la fréquentation du site de reproduction par cette espèce en dehors de la période de reproduction. Nous avons trouvé que des facteurs temporels et spatiaux gouvernent la fréquentation hivernale chez cette espèce avec des patrons distincts entre les années et l'emplacement des colonies, particulièrement aux confins de leur aire de répartition. De plus, les facteurs environnementaux et temporels, dont l'étendue de la glace de mer côtière et la photopériode, semblent dicter sa fréquentation hivernale à travers l'aire de répartition. Puisque P. papua n'est ni sédentaire ni migrateur en dehors de la période de reproduction, la compréhension des patrons d'occupation hivernale du site dans le temps et l'espace donne un aperçu de la moitié du cycle annuel de l'espèce et a d'importantes implications face aux changements climatiques, au dérangement humain direct et aux activités de pêche.