Звук раскрывает, как синие киты танцуют с ветром в поисках пищи
Исследование ученых из MBARI и их коллег, опубликованное в Ecology Letters, проливает новый свет на перемещения загадочных и находящихся под угрозой исчезновения синих китов. Команда использовала направленный гидрофон на подводной обсерватории MBARI, интегрированный с другими передовыми технологиями, чтобы слушать мощные вокализации синих китов. Эти звуки позволили отслеживать перемещения китов и выяснить, что эти океанские гиганты реагируют на изменения ветра.
У центрального побережья Калифорнии весной и летом происходит прибрежное апвеллинга. С марта по июль сезонные ветра отгоняют верхний слой воды в море, позволяя холодной глубинной воде подняться к поверхности. Эта богатая питательными веществами вода стимулирует цветение фитопланктона, запуская пищевую сеть в заливе Монтерей — от мелких креветкоподобных крилей до гигантских китов. Когда ветра создают апвеллинг, синие киты направляются к шлейфам холодной воды, где криль наиболее обилен. Когда апвеллинг прекращается, киты перемещаются в открытые воды, в места, пересекаемые судоходными путями.
«Эта работа и лежащие в ее основе технологии открывают новые окна в сложную и прекрасную экологию этих исчезающих китов», — сказал Джон Райан, биологический океанограф MBARI и ведущий автор исследования. — «Результаты демонстрируют новый ресурс для менеджеров, ищущих способы лучше защитить синих китов и другие виды».
Направленный гидрофон — это специализированный подводный микрофон, который записывает звуки и определяет направление их источника. Чтобы использовать эту технологию для изучения перемещений китов, исследователям нужно было подтвердить, что гидрофон надежно отслеживает китов. Это означало сопоставление акустических пеленгов с китом, отслеживаемым по GPS. После подтверждения надежности акустического метода команда проанализировала два года акустического отслеживания региональной популяции синих китов.
Исследование опиралось на предыдущую работу старшего научного сотрудника MBARI Келли Бенуа-Бёрд, которая показала, что скопления кормовых видов — анчоусов и криля — реагируют на прибрежный апвеллинг. На этот раз ученые объединили спутниковые и данные буйковых станций об условиях апвеллинга, данные эхолота о скоплениях криля и акустические треки кормящихся синих китов, записанные направленным гидрофоном.
«Предыдущая работа команды MBARI показала, что когда прибрежный апвеллинг наиболее силен, анчоусы и криль формируют плотные скопления внутри его шлейфов. Теперь мы узнали, что синие киты отслеживают эти динамичные шлейфы, где доступны обильные пищевые ресурсы», — пояснил Райан.
Синие киты распознают, когда ветер меняет их среду обитания, и определяют места, где апвеллинг концентрирует их основную пищу — криль. Для массивного животного весом до 165 тонн поиск этих плотных скоплений — вопрос выживания.
Хотя ученым давно известно, что синие киты сезонно присутствуют в заливе Монтерей во время апвеллинга, это исследование показало, что киты очень точно отслеживают этот процесс в мельчайших пространственных (километры) и временных (дни-недели) масштабах.
«Отслеживание множества диких животных одновременно является сложной задачей в любой экосистеме. Это особенно трудно в открытом океане, который часто непрозрачен для нас, людей-наблюдателей», — сказал Уильям Острайх, бывший аспирант Морской станции Хопкинса Стэнфордского университета, а ныне постдок в MBARI.
«Интеграция технологий для измерения звуков этих китов позволила сделать это важное открытие о том, как группы хищников находят пищу в динамичном океане. Мы в восторге от будущих открытий, которые можно сделать, подслушивая синих китов и других "шумных" океанских животных».
Методология и значение
Синие киты (Balaenoptera musculus) — самые крупные животные на Земле, но, несмотря на размер, у ученых еще много вопросов об их биологии и экологии. Эти нежные гиганты сезонно собираются в районе залива Монтерей, чтобы питаться мелкими креветкоподобными рачками — крилем.
MBARI и Военно-морская аспирантура установили направленный гидрофон на обсерватории MARS (Monterey Accelerated Research System). Отслеживая мощный и распространенный «B-зов» синих китов, исследователи могли следить за перемещениями отдельных особей во время кормления.
Новый метод был подтвержден сравнением с данными меток, ранее установленных учеными из Стэнфорда на китах. Эта валидация открывает новые возможности для одновременного отслеживания множества китов и может помочь в поиске особей для мечения.
«Интегрированный набор технологий, продемонстрированный в этой статье, представляет собой преобразующий инструментарий для междисциплинарных исследований и мониторинга экосистем на мезомасштабе, который можно масштабировать по всем охраняемым морским местообитаниям. Это меняет правила игры и выводит биологию китообразных и биологическую океанографию на новый уровень», — сказал Джереми Голдбоген, доцент Морской станции Хопкинса Стэнфордского университета и соавтор исследования.
Несмотря на защиту, синие киты остаются под угрозой исчезновения, в основном из-за риска столкновений с судами. Исследование показало, что киты в Национальном морском заповеднике залива Монтерей регулярно занимают места, пересекаемые судоходными путями. Акустическое отслеживание может предоставлять менеджерам информацию в реальном времени для снижения рисков, например, через ограничение скорости или перенаправление судов в критические периоды.
«Подобные интегрированные инструменты могут позволить нам отслеживать, а в конечном итоге даже прогнозировать, временные биологические "горячие точки" в пространстве и времени. Это обещает стать переломным достижением в адаптивном управлении рисками для охраняемых и исчезающих видов», — сказал Брэндон Саутолл, президент и старший научный сотрудник Southall Environmental Associates Inc., соавтор исследования.