Нарвалы демонстрируют физиологический сбой в ответ на шум сейсморазведочного судна

Реакция нарвалов на громкий шум от пневмопушек, используемых при сейсморазведке для поиска нефти, включает нарушение нормальной физиологической реакции на интенсивную физическую нагрузку, когда животные пытаются скрыться от шума. Общий эффект — значительное увеличение энергетических затрат на погружение при парадоксально сниженной частоте сердечных сокращений, что нарушает циркуляцию крови и кислорода.

«Они плывут изо всех сил, чтобы уйти, и при этом их сердечный ритм не увеличивается — мы считаем, что это реакция страха. Это влияет на количество циркулирующей крови и кислорода, и это будет проблематично», — заявила Терри Уильямс, профессор экологии и эволюционной биологии в UC Santa Cruz, руководившая исследованием.

Опубликованное 8 июля в Journal of Functional Ecology, исследование впервые показывает влияние сейсмического шума на физиологические реакции глубоко ныряющего китообразного. По словам Уильямс, сочетание крайне низкой частоты сердечных сокращений, повышенной вариабельности сердечного ритма и высокоинтенсивной нагрузки во время глубоких погружений представляет серьёзную физиологическую проблему для нарвалов, особенно если нарушения продолжительны, как это вероятно при длительных геологоразведочных работах.

Нарвалы живут круглый год в высоких арктических водах, где морской лёд миллионы лет изолировал их от беспокойства со стороны человека. Но сокращение полярного льда делает регион более доступным для судоходства, разведки природных ресурсов и другой деятельности.

В предыдущем исследовании Уильямс и её соавторы показали, что нарвалы, выпущенные после запутывания в сетях местных охотников, демонстрировали схожую физиологическую реакцию — крайне низкую частоту сердечных сокращений во время интенсивной нагрузки в серии побеговых погружений. Разница между событием поимки и шумом, по словам Уильямс, заключается в потенциальной продолжительности нарушения.

«Когда они вырываются из сетей, их сердечный ритм возвращается к более нормальному уровню за три или четыре погружения, но когда сейсмическое судно движется, а звук отражается, реакция побега происходила в течение более длительного периода», — пояснила она.

Исследователи зафиксировали не только крайне низкую частоту сердечных сокращений во время воздействия шума, но и повышенную вариабельность, с быстрым переключением между крайне низкими показателями, связанными со страхом, и высокими, связанными с интенсивной нагрузкой. Снижение частоты сердечных сокращений (брадикардия) — нормальная часть нырятельного рефлекса млекопитающих, но во время обычных погружений ритм всё же увеличивается при нагрузке. Кроме того, нарвалы и другие глубоко ныряющие морские млекопитающие обычно экономят энергию, планируя, а не активно работая плавниками при погружении.

Во время воздействия шума нарвалы на 80% меньше планировали при спуске, частота их гребков превышала 40 в минуту, частота сердечных сокращений падала ниже 10 ударов в минуту, а дыхание на поверхности ускорялось в 1.5 раза. В целом, эта необычная реакция требует очень больших затрат энергии.

«Эта реакция затратна не только с точки зрения энергии, необходимой для погружения, но и время побега будет отнимать время от кормления и других нормальных форм поведения», — отметила Уильямс.

Исследования проводились в заливе Скорсби на восточном побережье Гренландии, где соавтор Мадс Питер Хайде-Йоргенсен, научный профессор Гренландского института природных ресурсов, изучает популяцию нарвалов Восточной Гренландии более десяти лет.

Группа Уильямс в UC Santa Cruz разработала приборы, позволяющие отслеживать физиологию нагрузки морских млекопитающих во время погружений. Инструменты крепились к нарвалам с помощью присосок и отпадали через один-три дня, всплывая на поверхность, где их могли найти учёные.

За последние два десятилетия шум от деятельности человека, такой как военный сонар, связывали с массовыми выбросами на берег глубоко ныряющих китообразных, в основном клюворылых китов. Эти виды чрезвычайно сложно изучать, и только благодаря партнёрству с местными охотниками командам Уильямс и Хайде-Йоргенсена удалось прикрепить регистрирующие устройства к нарвалам.

«Большинство потенциальных воздействий на животных происходит под водой, поэтому это действительно сложно изучать. Нам повезло иметь эту технологию, чтобы показать, что происходит на глубине, где живут эти животные, и понять, как может нарушаться их биология», — заключила Уильямс.