En su dieta predominan los cefalópodos, peces y crustáceos, aunque también son carroñeros y complementan su alimentación con zooplancton. Hay que tener en cuenta que para un gran número de especies sólo se conoce la dieta que mantienen durante el periodo de cría, época en que vuelven regularmente a tierra, lo que permite su estudio. La importancia de cada una de estas fuentes alimenticias en su dieta varía sustancialmente de una especie a otra, e incluso de una colonia a otra. Así, mientras unas especies basan su alimentación en los calamares, otras ingieren una mayor cantidad de krill o de pescado. De las dos especies de albatros localizadas en Hawai, el albatros de patas negras se alimenta básicamente de peces, mientras que el albatros de Laysan captura sobre todo calamares.
Con la utilización de aparatos en el océano que registran la ingestión de agua por los albatros a lo largo del tiempo (lo que proporciona una duración probable de alimentación) sugiere que se alimentan preferentemente durante el día. El análisis de picos de calamar regurgitados por albatros mostró que muchos de los calamares ingeridos eran demasiado grandes como para haber sido capturados vivos, además de incluir especies que viven en la zona mesopelágica cuya profundidad está fuera de su alcance, sugiriendo que, para algunas especies (como el albatros errante), la necrofagia de calamares es una parte importante de su dieta. El origen de estos calamares muertos es motivo de debate; algunos autores apuntan a la actividad pesquera humana, aunque la principal causa natural sea la mortalidad tras el desove de los calamares y los vómitos de cetáceos que se alimentan de estos cefalópodos (cachalotes, ballenas piloto y ballenas nariz de botella). La dieta de otras especies, como el albatros de ceja negra o el albatros de cabeza gris, está compuesta esencialmente de especies más pequeñas de calamares que tienden a hundirse tras su muerte, por lo que se presume que la necrofagia no debe presentar un papel importante en su dieta. También se ha observado al albatros de las Galápagos hostigando a pájaros bobos para robar su comida, lo que hace de este albatros el único miembro de Procellariiformes que practica el cleptoparisitismo con regularidad.
Hasta hace poco tiempo se creía que los albatros eran predominantemente recolectores de superficie, nadando paralelos al agua y capturando los calamares y peces llevados a la superficie por las corrientes, los predadores o debido a su muerte. La implementación de medidores capilares de profundidad, que registran la profundidad máxima de zambullida alcanzada por un ave (se sujetan a su cuerpo y se recogen cuando ésta vuelve a tierra) muestran que mientras que algunas especies, como el albatros errante, no bucean a más de un metro de profundidad, otras especies, como el albatros tiznado, se sumergen a profundidades medias de unos 5 metros, pudiendo llegar a alcanzar los 12,5 metros. Además de la alimentación de superficie y el buceo, también se han observado albatros que se zambullían lanzándose desde el aire en picado para capturar sus presas.
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