Ученые из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее раскрыли секреты челюстей горбатых и южных китов. Пластины из китового уса - фирменный щетинкообразный аппарат, который беззубые киты используют для кормления, - показывают, как эти крупные водные млекопитающие со временем адаптируются к изменениям окружающей среды.
Усовый ус китов, питающихся фильтром, то есть щетиноподобные структуры, на которые беззубые киты, такие как горбатые и южные киты, полагаются в качестве корма, хранит химические записи их моделей питания, которые могут помочь исследователям понять изменения в движения и поведение китов с течением времени.
Исследователи теперь показали, как изменения в пищевых привычках китов, происходящие почти 60 лет назад, соотносятся с изменением климатических циклов. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Marine Science, показывает, что можно связать модели питания с климатическими условиями с помощью китового уса, что может помочь нам понять, как эти крупные водные млекопитающие могут реагировать на климатические явления в будущем.
«Невероятно то, что вся эта информация о диетических и пространственных моделях была раскрыта только благодаря анализу тарелок во рту», - говорит Аделаида Дедден, ведущий автор исследования и кандидат наук в UNSW Science.
В ходе исследования исследователи сравнили информацию, хранящуюся в усах горбатых и южных китов в Тихом и Индийском океанах, с данными об окружающей среде, чтобы увидеть, отражает ли их поведение изменения климатических условий с течением времени.
«Мы обнаружили, что те же самые условия - события Ла-Нинья - которые принесли нам эти разрушительные наводнения, также неблагоприятны для горбатых китов, мигрирующих вдоль восточного побережья Австралии», - говорит профессор UNSW Трейси Роджерс, морской эколог и старший автор исследования.
Используя образцы уса из музейных архивов, выброшенные на берег и ранее опубликованные данные других исследований, они обнаружили, что горбатые киты, мигрирующие вдоль восточного побережья Австралии, демонстрировали признаки ограниченных возможностей для кормления во время фаз Ла-Нинья - крупномасштабного климатического цикла, который приводит к доступность пищи в Южном океане.
«Усатые киты огромны и нуждаются в огромном количестве пищи. Это делает их уязвимыми к изменениям в окружающей среде, но это также усугубляется их стратегией выживания», - говорит профессор Роджерс. «Они голодают в течение длительных периодов времени, когда покидают свои продуктивные кормовые угодья, чтобы размножаться. Вот почему они чрезвычайно восприимчивы к изменениям океано-атмосферных циклов, поскольку они могут влиять на доступность пищи».
шепчет китовый ус
Животное размером с кита не так просто проанализировать в лабораторных условиях. Вместо этого исследователи могут изучить более мелкие твердые ткани, которые ведут более подробный учет активности животного.
Для китов, питающихся фильтром, длинные тонкие кератиновые пластины, свисающие с их верхней челюсти, известные как ус, позволяют им поглощать много мелкой добычи за один раз, но они также содержат химические подсказки, известные как стабильные изотопы, которые дать подсказки об их пищевых привычках.
«По мере роста китового уса биохимические сигналы от их пищи улавливаются. Подобно информации на страницах книги, они не меняются со временем», - говорит профессор Роджерс. «Эти сигналы позволяют нам реконструировать поведение китов во времени - что они ели и где они находились в то время».
Исследование показало, что изменчивость стабильных изотопов в усатых усах у горбатых соответствует изменениям климатических циклов, что означает, что модели питания китов меняются в зависимости от доступности ресурсов, обусловленной климатом.
«Известно, что характер колебаний изотопов, ассимилированных вдоль их усатых пластин, отражает изменения в физиологии китов, но мы также обнаружили связь между этой изменчивостью изотопов и изменениями в окружающей среде, происходящими в то время», - говорит г-жа Дедден.
Пир или голод
Горбачи проводят зимние месяцы в теплых тропических водах, чтобы размножаться, а летом возвращаются в южные антарктические воды, чтобы прокормиться. Во время этой миграции в тропики они находятся вдали от надежных источников пищи и вынуждены полагаться на запасы своего тела и приспосабливающуюся добычу у берегов Австралии, чтобы выжить.
«Как фильтраторы, они полагаются на большие скопления криля, потому что это требует больших энергетических затрат», - говорит г-жа Дедден.
Антарктический криль нуждается в морском льду, чтобы процветать. После фазы Ла-Нинья другие исследования показали, что концентрация морского льда там, где эти киты питаются, меньше, а это означает, что киты потребляют меньше криля и поддерживают их в течение месяцев миграции..
«Поскольку горбатые с восточного побережья Австралии демонстрируют признаки сокращения кормления после периодов Ла-Нинья, это означает, что они потенциально изо всех сил пытаются создать запасы энергии, необходимые летом», - говорит г-жа Дедден.
Предыдущее исследование выявило связь между увеличением количества китов, выброшенных на берег австралийского побережья после лет Ла-Нинья, что, по словам исследователей, может быть связано с меньшим успехом кормления.
"Наши коллеги продемонстрировали, что горбатые киты стройнее - это признак того, что у них плохие условия кормления - и у них больше шансов оказаться на мели в годы после явлений Ла-Нинья", - говорит профессор Роджерс.
"Поскольку явления Ла-Нинья, по прогнозам, будут увеличиваться по интенсивности и частоте, это, к сожалению, означает, что эти киты могут продолжать иметь более плохие перспективы кормления, и мы можем увидеть больше случаев выброса на берег в будущем."
Надежды на будущее
Хотя это не прозрачная вода для горбатых восточного побережья, исследование показало, что горбатые с западного побережья Австралии, которые кормятся в Индийском океане, демонстрируют более успешный кормление в периоды Ла-Нинья. В качестве многообещающего признака исследователи также говорят, что их коллеги на восточном побережье разрабатывают альтернативные стратегии кормления в более умеренных водах.
«Горбатые горбатые восточного побережья продемонстрировали признаки адаптации к различным стратегиям кормления в других известных продуктивных регионах на пути их миграции… что-то, на что могут обратить внимание будущие исследования», - говорит г-жа Дедден.
Исследователи надеются использовать результаты исследования для разработки моделей, которые помогут прогнозировать поведение китов в будущем.
«Мы разработали закономерности на основе исторических тенденций из прошлого, и теперь мы можем использовать эти модели, чтобы делать прогнозы на будущее, чтобы увидеть, как это может выглядеть для наших китов», - говорит профессор Роджерс.
"Информация, полученная в результате исследования, также будет полезна менеджерам сейчас, чтобы заранее знать, что в те годы киты, вероятно, будут более уязвимыми, чтобы они могли подготовиться и, при необходимости, изменить свои стратегии управления в случае запутывания китов. и мель."
Хотя горбатые киты больше не находятся в списке исчезающих видов, изменение климата по-прежнему представляет значительную долгосрочную угрозу для этого вида.
проф. Роджерс говорит, что наши сегодняшние действия по борьбе с изменением климата будут иметь большое значение для популяций китов сейчас и в будущем, как и для нас.
"Нам нужно действовать сейчас, пока мы еще можем", - говорит она.
"Действовать в связи с изменением климата сейчас хорошо не только для китов, но и для всех нас."