Contrasting regional changes in Southern Ocean sea ice have occurred over the last 30 years with distinct regional effects on ecosystem structure and function. Quantifying how Antarctic predators respond to such changes provides the context for predicting how climate variability/change will affect these assemblages into the future. Over an 11-year time-series, we examine how inter-annual variability in sea ice concentration and advance affect the foraging behaviour of a top Antarctic predator, the southern elephant seal. Females foraged longer in pack ice in years with greatest sea ice concentration and earliest sea ice advance, while males foraged longer in polynyas in years of lowest sea ice concentration. There was a positive relationship between near-surface meridional wind anomalies and female foraging effort, but not for males. This study reveals the complexities of foraging responses to climate forcing by a poleward migratory predator through varying sea ice property and dynamic anomalies.

Responses by marine top predators to environmental variability have previously been almost impossible to observe directly. By using animal-mounted instruments simultaneously recording movements, diving behavior, and in situ oceanographic properties, we studied the behavioral and physiological responses of southern elephant seals to spatial environmental variability throughout their circumpolar range. Improved body condition of seals in the Atlantic sector was associated with Circumpolar Deep Water upwelling regions within the Antarctic Circumpolar Current, whereas High-Salinity Shelf Waters or temperature/salinity gradients under winter pack ice were important in the Indian and Pacific sectors. Energetic consequences of these variations could help explain recently observed population trends, showing the usefulness of this approach in examining the sensitivity of top predators to global and regional-scale climate variability.

Abstract The emergence of longline fishing around the world has been concomitant with an increase in depredation-interactions by odontocete whales (removal of fish caught on hooks), resulting in substantial socio-economic and ecological impacts. The extent, trends and underlying mechanisms driving these interactions remain poorly known. Using long-term (2003–2017) datasets from seven major Patagonian toothfish ( Dissostichus eleginoides ) longline fisheries, this study assessed the levels and inter-annual trends of sperm whale ( Physeter macrocephalus ) and/or killer whale ( Orcinus orca ) interactions as proportions of fishing time (days) and fishing area (spatial cells). The role of fishing patterns in explaining between-fisheries variations of probabilities of odontocete interactions was investigated. While interaction levels remained globally stable since the early 2000s, they varied greatly between fisheries from 0 to >50% of the fishing days and area. Interaction probabilities were influenced by the seasonal concentration of fishing effort, size of fishing areas, density of vessels, their mobility and the depth at which they operated. The results suggest that between-fisheries variations of interaction probabilities are largely explained by the extent to which vessels provide whales with opportunities for interactions. Determining the natural distribution of whales will, therefore, allow fishers to implement better strategies of spatio-temporal avoidance of depredation.

Abstract Mesopelagic fish, a central component of marine trophic networks, play a fundamental role in marine ecosystems. However, as they live in highly inaccessible environments, little information is currently available on their ecology, especially on the influence of oceanographic parameters on their distribution. The emergence of biologging technologies has made it possible to use deep-diving predators as bio-samplers of their environment in under-sampled regions. In this work, we deployed an innovati ve miniaturised sonar tag that combines active acoustics with high-resolution GPS, pressure, movement and light sensors on Southern elephant seals, a deep-diving predator feeding on mesopelagic prey. Seals were also equipped with oceanographic tags, allowing us to explore the functional relationships between oceanographic parameters, distribution and ecology of mesopelagic prey targeted by seals and the seals’ foraging behaviour. We highlighted strong vertical differences in prey characteristics and behaviour, with larger, more evasive and less bioluminescent prey in deeper waters. Moreover, prey encountered in warmer waters were found deeper, were more evasive and displayed a more marked diel vertical migration behaviour compared to prey encountered in colder waters, suggesting that prey accessibility and characteristics differ according to oceanographic domains. This study highlights the usefulness of the sonar-bioluminescence tag to infer mesopelagic prey distribution and habitat when deployed on deep-diving predators such as elephant seals.

Biologging has been used on a range of wild animals to document spectacular feats of migration and behaviour. We describe the pursuit, capture, and ingestion of an adult Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus) (175 cm, estimated weight: 81 kg), which was instrumented with a biologging tag, by a predator, most likely an orca (Orcinus orca). The predation event lasted over 19 min, with the tuna exhibiting elevated activity (max acceleration 3.12 g) and a rapid ascent from 126 m at 3.6 m.s− 1 followed by death and handling at the surface. Orca were separately recorded using video tags, capturing and handling tuna cooperatively in a manner consistent with the tuna data. We then present the longest orca accelerometry dataset from the ingested MiniPAT tag, with diel patterns of activity and 77 feeding events. These unique datasets provide insight into the energetic dynamics of two of the ocean's fastest predators.