Синие киты во всем мире поют немного плоско, и теперь у ученых может быть больше подсказок, почему.
Новое исследование показывает, что есть сезонные изменения в шаге китов, коррелирующие с разрушением морского льда в южной части Индийского океана. По словам авторов исследования, новое исследование также распространяется на загадочное долговременное падение звука на родственных усатых китов и исключает шумовое загрязнение как причину глобального долгосрочного тренда.
Синие киты и финвалы являются одними из самых громких животных в океанах, а также самыми большими. Поют только самцы, напевая примерно так же громко, как большие корабли. Громкие песни китов могут распространяться под водой на расстояние более 1000 километров (600 миль), что позволяет китам общаться через бескрайние океаны.
Синие киты постепенно теряют смолу в течение нескольких десятилетий, но причина этого остается загадкой. Новое исследование, опубликованное в Журнале геофизических исследований AGU: Oceans, обнаружило ту же загадочную долгосрочную тенденцию падения смолы у финвалов и мадагаскарских карликовых голубых китов. Высота тона, или восприятие того, насколько высоко или низко звучит нота, является результатом частоты звуковой волны, обычно измеряемой в герцах.
Авторы нового исследования используют новые данные из южной части Индийского океана, чтобы исключить шумовое загрязнение как причину изменения высоты тона. Вместо этого новое исследование предполагает, что падение высоты тона является анатомическим следствием менее громкого пения. По словам авторов исследования, крики китов могут быть тише из-за растущего числа китов или изменений в океане из-за изменения климата.
«Мы думаем, что это что-то непроизвольное со стороны кита. Уменьшите интенсивность крика, и это уменьшит частоту крика только из-за механизма излучения звука», - сказала Эммануэль Леруа, ведущий автор нового исследования и научный сотрудник Университета Нового Южного Уэльса в Австралии.
Новое исследование также обнаруживает сезонный контрапункт в криках антарктических синих китов, потенциально связанных с шумом таяния морского льда. Новое исследование показало, что крики синих китов в южной части Индийского океана летом становятся громче. По словам авторов исследования, высота тона может увеличиваться, поскольку киты поют громче, чтобы их было слышно над ломающимся морским льдом.
«Наша гипотеза состоит в том, что изменение частоты криков снова связано с интенсивностью криков и что кит адаптирует интенсивность криков к изменению уровня шума», - сказал Лерой. «Шум связан с увеличением количества свободных айсбергов летом. Когда лед иногда трескается, например, когда вы кладете лед в свой напиток, он издает шум. Этот шум действительно сильный и будет распространяться на очень большие расстояния, поэтому мы можем слышать его на самой северной точке, до 26 градусов южной широты."
Анализ песен китов
Новое исследование проанализировало более 1 миллиона песен трех видов крупных усатых китов: плавника, антарктического синего и трех акустически различных популяций карликовых синих китов. Шесть стационарных подводных микрофонов записывали звонки в течение шести лет, с 2010 по 2015 год, в южной части Индийского океана, на территории площадью 9 миллионов квадратных километров (3,5 миллиона квадратных миль).
Стереотипная песня антарктического синего кита охватывает от 15 до 30 герц, на самом нижнем уровне человеческого слуха, который колеблется от 20 до 20 000 герц. Песни синих китов звучат в диапазоне самых низких и длинных труб больших соборных органов. Для согласованности исследование измерило высоту звука отдельных элементов песни каждого вида, которая упала примерно до 25.6 герц для антарктической лазури и 96 герц для финвала к концу 2015 года.
В 2002 году высота тона выбранного элемента крика синих китов была ближе к 27,5 герц, разница со значениями 2015 года эквивалентна примерно целому тону или большому секундному интервалу в западной музыкальной традиции.
Новое исследование показало, что крики антарктических синих китов падают на 0,14 Гц в год. Хотя финвалы, карликовые голубые киты и антарктические голубые киты поют очень разные песни, новое исследование выявило схожие тенденции в частоте криков, которая падает примерно на 0,12-0,54 Гц в год в зависимости от вида..
Новое исследование также показало, что с октября по февраль крики китов повышаются на 0,2-0,3 Гц.
Низкий тон распространяется дальше под водой, но изменение шага, вероятно, слишком мало, чтобы повлиять на то, как крики кита перемещаются на большие расстояния в океане, и слишком тонко, чтобы киты могли обнаружить какие-либо изменения, согласно авторы исследования
Изменение звукового ландшафта
В отличие от большинства мировых океанов, подверженных усиливающейся механической какофонии, южная часть Индийского океана в последние годы стала спокойнее, а судоходство в нем ограничено.
Поскольку долгосрочные тенденции снижения высоты тона устойчивы во всем глобальном ареале китов, данные из Индийского океана показывают, что продолжающееся падение не может быть объяснено реакцией на антропогенный шум. Вместо этого авторы нового исследования предполагают, что падение может быть побочным продуктом более низкой громкости, если отскакивающей популяции китов не нужно петь так громко, чтобы достучаться до других китов..
По последним оценкам популяции, в мире насчитывается от 10 000 до 25 000 синих китов, по сравнению с несколькими тысячами в конце коммерческого китобойного промысла в 1970-х годах, но все еще менее 10 процентов от их численности до 20-го века..
«Поскольку китобойный промысел прекратился, популяция китов увеличивается. Они могут снизить интенсивность своих звонков, чтобы оставаться на связи, потому что китов стало больше. Эти звонки - междугородняя связь», - сказал Лерой.
В качестве альтернативы, сказал Лерой, киты, возможно, не должны быть такими громкими, потому что звук распространяется дальше в океанской воде, которая становится все более кислой из-за изменения климата. На скорость и расстояние распространения звука влияют температура, давление и химический состав океана.
Однако Естественный сезонный океанский шум может объяснить сезонные колебания звука криков китов, наблюдаемые исследователями в южной части Индийского океана.
Они наблюдают за сезонными изменениями высоты тона в течение месяцев южного лета, когда вскрывается морской лед. Треск айсберга громкий. Они гремят на тысячи километров в частотном диапазоне, перекрывающем тон криков антарктических синих китов. Исследование предполагает, что, чтобы быть услышанными из-за шума, китам, возможно, нужно стать немного громче. Чем громче пение, тем выше звук.
"Удивительно то, что долгосрочные и краткосрочные изменения могут быть вызваны одной и той же причиной, изменением интенсивности звонков, но это изменение вызвано двумя разными причинами", - сказал Лерой.