Assessment of the impact of noise pollution on the behaviour of the Cortez damselfish Stegastes rectifraenum (Pomacentridae)

Abstract

Noise pollution has recently become a subject of interest in the scientific community. This is mainly due to maritime traffic and the human population along coastlines, which have been growing inexorably since the industrial era. Numerous studies have highlighted the harmful effects of this noise pollution on fish. One of the most studied families in this context is the Pomacentridae family, which is widely distributed, exhibits easily studied behaviours and emits characteristic sounds. However, the effect of chronic noise pollution in situ on the behaviour of Pomacentridae has not yet been documented. In our study, we investigated the impact of noise pollution from motorboats on the in situ behaviour and vocalisation of Stegastes rectifraenum, a fish species abundant in the Bay of La Paz, Mexico. To do this, we studied six sites in two areas, one polluted by boat traffic and the other unpolluted. Based on sound recordings, we calculated boat traffic rates, sound pressure levels (SPL) and fish vocalisations. Based on video recordings and field measurements, we studied seven behaviours: 1) bite rate, 2) boldness, comprising four variables (i) maximum distance travelled within the territory, (ii) maximum distance travelled from the shelter, (iii) probability of leaving the territory, and (iv) time spent in the shelter, 3) escape distance, and 4) agonistic interactions. The density of S. rectifraenum individuals around the hydrophone was also counted. The results of our study show that noise pollution caused by passing boats can affect certain behaviours of Stegastes rectifraenum. The maximum distance travelled decreased by 25%, while the distance travelled from its shelter decreased by 21%. The fish's escape response is also reduced by 10% in polluted environments, but the effect size appears to be small. These in situ effects due to chronic noise pollution appear more moderate compared to those identified in other studies. Our study focused on fish ethology, but other behaviours not studied here may also be affected by chronic noise pollution. Our results therefore pave the way for further in situ ethological research on fish responses in acoustically polluted environments, as well as additional morphological and physiological studies.

La pollution acoustique connait un récent intérêt dans la communauté scientifique. Celle-ci est notamment due au trafic maritime et à la population humaine le long des côtes qui s’accroissent inexorablement depuis la période industrielle. De nombreuses études ont mis en évidence l’effet néfaste de cette pollution acoustique sur les poissons. L’une des familles les plus étudiées dans ce contexte est la famille des Pomacentridae, ayant une distribution répandue, des comportements facilement étudiables et émettant des sons caractéristiques. Toutefois, l’effet d’une pollution acoustique chronique in situ sur le comportement des Pomacentridae n’a pas encore été documenté. Lors de notre étude nous avons étudié l’impact de la pollution acoustique par les bateaux à moteur sur le comportement et la vocalisation in situ de Stegastes rectifraenum, une espèce de poisson abondante dans la Baie de La Paz, au Mexique. Pour ce faire, six sites répartis dans deux zones ont été étudiés, l’une polluée par le passage de bateaux et l’autre non polluée. En se basant sur des enregistrements sonores, un taux de passage de bateaux, le niveau de pression acoustique (SPL) ainsi que la vocalisation des poissons ont pu être calculés. En se basant sur la prise de vidéos ainsi que de mesures de terrain, sept comportements ont été étudiés: 1) taux de morsure, 2) audace regroupant quatre variables (i) distance maximale parcourue dans le territoire, (ii) distance maximale parcourue depuis l’abri, (iii) probabilité de sortie du territoire, et (iv) temps passé dans l’abri, 3) distance échappatoire et 4) interactions agonistiques. La densité de d’individus de S. rectifraenum autour de l’hydrophone a également été comptabilisée. Les résultats de notre étude mettent en évidence que la pollution acoustique due au passage de bateaux peut affecter certains comportements de Stegastes rectifraenum. La distance maximale parcourue est réduite de 25% tandis que celle parcourue depuis son abri subit une réduction de 21%. La réponse échappatoire du poisson est également réduite de 10% dans les environnements pollués, mais la taille de l’effet semble être faible. Ces effets in situ dus à une pollution sonore chronique semblent être plus modérés comparés à ceux qui ont été identifiés dans d’autres études. Notre étude s’est concentrée sur l’éthologie du poisson, il se peut que d’autres comportements non étudiés ici soient également affectés par la pollution acoustique chronique. Dès lors, nos résultats ouvrent la voie à d’autres recherches éthologiques sur les réponses des poissons dans un environnement acoustiquement pollué, mais également à d’autres études morphologiques et physiologiques.