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Age determination of mysticete whales using 210Pb/226Ra disequilibria

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Abstract:



Accurate age determination is fundamental to the study of population structure and individual growth rates of mysticete whales. Here the disequilibrium between 210Pb and 226Ra in the tympanic bullae of two mysticete whale species was investigated for use as a chronometer. Radiometric ageing depends upon accumulation of the naturally occurring radionuclide 226Ra (exclusive of other 238U decay-chain members) in the bullae and subsequent retention of its progeny 210Pb. Ages are determined from the 210Pb/226Ra activity ratio. Samples were obtained from five gray whales (Eschrichtius robustus) with lengths of 4.5 (a neonate), 7.8, 8.7, 10, and 11.5 m, and two bowhead whales (Balaena mysticetus) with lengths of 12.9 and 17.4 m. In gray whales, radiometric ages were estimated in the three largest whales. In the neonate, the 210Pb/226Ra ratio was above one and was not usable. The 7.8-m gray whale was used to determine the initial 210Pb/226Ra ratio required for age determination. We propose a theory of gray whale bullae growth starting at the fetal stage with an open system (with a 210Pb/226Ra > 1 and a fast growth rate), which transitions by 1 year old to a closed system (with a 210Pb/226Ra << 1 and a slow growth rate). In both bowhead whales, radiometric age could not be estimated because the 210Pb/226Ra ratio was above one. The excess 210Pb in these bullae samples was likely accumulated from the whales' environment via prey, or in the case of the neonate gray whale, across the placental boundary. Our results indicate that the underlying assumptions of the 210Pb/226Ra radiometric ageing method may not hold true in bowhead whales. Successful application of this method to bowhead whales is therefore doubtful.

La détermination exacte de l'âge est un facteur essentiel à l'étude de la structure des populations et à l'évaluation des taux de croissance individuels chez les baleines mysticètes. Nous avons évalué l'importance du déséquilibre entre 210Pb et 226Ra dans les bulles tympaniques de deux espèces de baleines mysticètes et son utilisation potentielle comme chronomètre. La détermination de l'âge par radiométrie dépend de l'accumulation de radionucléides 226Ra d'origine naturelle (à l'exclusion d'autres éléments de la chaîne de désintégration de 238U) dans les bulles et de la rétention subséquente du produit de leur désintégration, 210Pb. C'est le rapport entre l'activité de 210Pb et celle de 226Ra qui sert à déterminer l'âge. Des prélèvements ont été faits sur cinq baleines grises (Eschrichtius robustus) de diverses longueurs, 4,5 (néonate), 7,8, 8,7, 10 et 11,5 m et deux baleines boréales (Balaena mysticetus) de 12,9 m et de 17,4 m. L'âge radiométrique a été déterminé chez les trois baleines grises les plus grandes. Chez la baleine néonate, le rapport 210Pb/226Ra était supérieur à un et donc inutilisable. La baleine de 7,8 m a servi à déterminer le rapport 210Pb/226Ra initial requis pour déterminer l'âge. Nous proposons une théorie sur la croissance des bulles chez la baleine grise à partir du stade fétal dans un système ouvert, avec un rapport 210Pb/226Ra > 1 et un taux de croissance rapide, ce qui se transforme, à l'âge de 1 an, en un taux de croissance lent, un rapport 210Pb/226Ra << 1 et un système fermé. L'âge radiométrique n'a pu être estimé ni chez l'une, ni chez l'autre des baleines boréales, parce que le rapport 210Pb/226Ra était > 1. L'excès de 210Pb dans ces échantillons de bulles s'était probablement accumulé à partir du milieu par consommation de proies et, chez la baleine grise néonate, à travers la paroi placentaire. Nos résultats indiquent que les suppositions sous-jacentes à la détermination du rapport radiométrique 210Pb/226Ra utilisé dans la méthode de détermination de l'âge peuvent être fausses dans le cas des baleines boréales. L'application de la méthode aux baleines de cette espèce ne peut donner

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2003

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nrc/cjz/2003/00000081/00000001/art00004
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