Изменение тональности песен китов может быть реакцией на изменения численности популяции и климата

Новое исследование обнаруживает сезонные вариации тональности песен синих китов, коррелирующие с разрушением морского льда в южной части Индийского океана. Работа также распространяет загадочную долгосрочную тенденцию к снижению тона на родственных усатых китов и исключает шумовое загрязнение как причину этого глобального тренда.

Синие и финвалы — одни из самых громких и крупных животных в океане. Поют только самцы, их "гул" сравним по громкости с большими кораблями. Песни могут распространяться под водой более чем на 1000 км.

Тон песен синих китов постепенно снижается на протяжении нескольких десятилетий. Новое исследование в Journal of Geophysical Research: Oceans обнаруживает ту же долгосрочную тенденцию к снижению тона у финвалов и мадагаскарских карликовых синих китов. Тон (высота звука) определяется частотой звуковой волны, измеряемой в герцах.

Авторы использовали новые данные из южной части Индийского океана, чтобы исключить шумовое загрязнение как причину изменения тона. Вместо этого исследование предполагает, что снижение тона — анатомическое следствие более тихого пения. Киты могут петь тише из-за роста численности популяции или изменений в океане вследствие изменения климата.

"Мы думаем, что это что-то непроизвольное со стороны кита. Уменьшите интенсивность calls, и частота calls уменьшится просто из-за механизма излучения звука", — сказала Эммануэль Лерой, ведущий автор исследования.

Исследование также выявило сезонный контрапункт в calls антарктических синих китов, потенциально связанный с шумом тающего морского льда. Тон calls синих китов в южной части Индийского океана повышается летом. Это может происходить, потому что киты поют громче, чтобы их было слышно из-за трескающегося льда.

"Наша гипотеза заключается в том, что изменение частоты calls снова связано с интенсивностью calls, и кит будет адаптировать интенсивность calls к изменению уровня шума", — пояснила Лерой.

Анализ песен китов

Исследование проанализировало более 1 миллиона песен трех видов больших усатых китов: финвала, антарктического синего кита и трех акустически различных популяций карликовых синих китов. Шесть стационарных подводных микрофонов записывали calls в течение шести лет (2010–2015 гг.) в южной части Индийского океана на площади 9 млн км².

• Стереотипная песня антарктического синего кита лежит в диапазоне примерно 15–30 Гц (нижний край человеческого слуха — 20–20 000 Гц).
• Для согласованности исследование измеряло тон выбранных элементов песни каждого вида.
• К концу 2015 года тон упал примерно до 25.6 Гц для антарктического синего кита и 96 Гц для финвала.
• В 2002 году тон выбранного элемента calls синих китов был ближе к 27.5 Гц (разница эквивалентна целому тону в западной музыкальной традиции).

Исследование обнаружило, что тон calls антарктических синих китов снижается на 0.14 Гц в год. У разных видов наблюдались схожие тенденции: снижение примерно на 0.12–0.54 Гц в год. Также обнаружено, что тон calls повышается на 0.2–0.3 Гц с октября по февраль.

Изменяющееся звуковое окружение

В отличие от большинства океанов, южная часть Индийского океана в последние годы стала тише, и судоходство там ограничено. Поскольку долгосрочная тенденция к снижению тона стабильна по всему ареалу китов, данные указывают, что это нельзя объяснить реакцией на антропогенный шум.

Авторы предполагают, что снижение тона может быть побочным продуктом уменьшения громкости, если восстановившейся популяции китов не нужно петь так громко, чтобы достичь сородичей.

"Поскольку китобойный промысел прекратился, популяция китов увеличивается. Они могут уменьшить интенсивность своих calls, чтобы поддерживать связь, потому что китов стало больше", — сказала Лерой.

Альтернативно, китам может не нужно быть такими громкими, потому что звук распространяется дальше в океанской воде, которая становится все более кислой из-за изменения климата.

Естественный сезонный шум океана может объяснить сезонные вариации тона. Исследователи наблюдают их в месяцы австралийского лета, когда разрушается морской лед. Треск айсбергов громкий, он распространяется на тысячи километров в частотном диапазоне, перекрывающем тон calls антарктических синих китов. Чтобы быть услышанными, китам, возможно, нужно стать немного громче. Более громкое пение повышает тон.

"Удивительно, что долгосрочные и краткосрочные изменения могут иметь одну и ту же причину — изменение интенсивности calls, — но это изменение является реакцией на две разные причины", — заключила Лерой.