Синий кит - самое большое животное на Земле. Он также является одним из самых громких.
"Звук является жизненно важным способом общения в океанской среде, особенно на больших расстояниях", - сказал Уильям Острейх, аспирант биологии Морской станции Хопкинса Стэнфордского университета. «Свет или любой визуальный сигнал часто не так эффективен в океане, как на суше. Многие морские организмы используют звук для различных целей, включая общение и поиск пищи с помощью эхолокации».
Хотя песни китов изучаются десятилетиями, исследователи не добились больших успехов в расшифровке их значения. Теперь, регистрируя как отдельных китов, так и их более крупные популяции в северо-восточной части Тихого океана, исследователи из Стэнфорда и Научно-исследовательского института аквариумов Монтерей-Бей (MBARI) определили закономерности в трелях и ревах синих китов, которые указывают, когда животные мигрируют от их кормления. земли у побережья Северной Америки к местам их размножения у берегов Центральной Америки. Их исследование было опубликовано 1 октября в журнале Current Biology..
"Мы решили сравнить дневные и ночные ритмы песен из месяца в месяц, и там, в расхождении и слиянии двух линий, был этот прекрасный сигнал, которого никто из нас на самом деле не ожидал", - сказал Джон Райан, биологический океанограф MBARI и старший автор статьи. «Как только это изображение появилось на экране, мы с Уиллом сказали: «Привет, поведение».
Дальнейший анализ пятилетних записей гидрофонов может выявить новую информацию о миграции синих китов, путешествии в 4000 миль, которое считается одним из самых длинных в мире, и которое существа повторяют каждый год. Несмотря на огромные размеры синих китов и их путешествия, ученые очень мало знают об их поведении, например о том, как они реагируют на изменения в экосистеме и кормовой базе из года в год. Способность предсказывать перемещение китов по этому важному маршруту также может помочь предотвратить столкновения с кораблями.
Ужинать и петь
Чтобы запечатлеть китов, поющих в одиночку или хором, исследователи использовали две передовые технологии записи: подводный микрофон или гидрофон и метки, которые исследователи прикрепляли к отдельным китам.
В 2015 году MBARI установила гидрофон в 18 милях от побережья Монтерея, на глубине 3000 футов (900 метров) под уровнем моря. Гидрофон подключен к их подводной кабельной обсерватории MARS, которая обеспечивает питание и связь. Этот подслушиватель с морского дна почти непрерывно записывает звуковой ландшафт глубокого океана в течение более пяти лет.
«Гидрофон умещается в вашей руке», - сказал Райан, который рекомендует осенью слушать прямую трансляцию с гидрофона для оптимальной музыки кита (хотя через обычные динамики можно услышать только песню горбатого кита).«Это небольшой инструмент, который производит большие данные - около двух терабайт в месяц».
Сосредоточив внимание на длинах волн песни китов в данных гидрофона, исследователи заметили явное изменение в течение нескольких месяцев. Летом арии китов становились громче и пелись в основном по ночам. За пять лет наблюдения хор китов был самым громким в октябре и ноябре, а пение чаще случалось в ночное время. После каждого годового пика песенной активности, когда киты начали уходить в более теплые воды, пение стало более дневным занятием.
В то время как различия в певческом поведении в дневное и ночное время были отмечены в предыдущих исследованиях, переносимые китами метки, разработанные в лаборатории стэнфордского биолога Джереми Голдбогена, помогли объяснить, что представляют собой эти 24-часовые паттерны и их инверсия поздней осенью. может означать. Пятнадцать меток отслеживали звуки своих носителей с помощью акселерометров, которые отслеживают вибрации, и, в некоторых случаях, встроенных гидрофонов. Летом киты пировали большую часть дня, набираясь сил для предстоящего долгого путешествия, и приберегали свои музыкальные интерлюдии на ночь. Когда пришло время, миграция снова сопровождалась дневными песнями.
В данных гидрофона мы увидели действительно четкие закономерности в этом огромном пространственном пространстве. Когда мы увидели точно такую же закономерность у отдельных животных, мы поняли, что то, что мы измеряли на протяжении сотен километров, на самом деле является реальной поведенческий сигнал - и тот, который представляет поведение множества разных китов», - сказал Эстрайх. «Как эколог, очень интересно наблюдать за таким количеством китов одновременно с помощью одного прибора».
Слушать и учиться
Это исследование закладывает основу для возможного прогнозирования миграции синих китов на основе переходов между различными расписаниями песен - такие прогнозы можно использовать для предупреждения судоходных путей дальше по побережью, как авиадиспетчерская служба, но для океана. Исследователи также надеются, что дальнейший анализ акустических данных позволит узнать больше о поведении китов в ответ на изменения окружающей среды, такие как потепление воды и непостоянные запасы пищи.
«Если, например, мы сможем обнаружить различия в миграции и поиске пищи в ответ на изменения в окружающей среде, это будет действительно мощный и важный способ следить за этим находящимся под угрозой исчезновения видом», - сказал Голдбоген, который является доцентом биологии Школы гуманитарных и естественных наук, а также старшим автором статьи. «Это важно с экономической, экологической и культурной точек зрения».
Уже сейчас Острайх задается связанным вопросом: если мы можем использовать этот сигнал, чтобы определить, добывают ли киты пищу или мигрируют, используют ли киты его таким же образом? Возможно, сказал Эстрайх, одинокий кит может прислушаться, прежде чем отказаться от еды и отправиться на юг.
«Синие киты существуют с невероятно низкой плотностью и огромными расстояниями между ними, но, очевидно, каким-то образом обмениваются информацией», - сказал Эстрайх.«Попытка понять, что обмен информацией - это одна из мотиваций, но потенциальное использование этих сигналов в качестве средства для их изучения - еще одна захватывающая возможность».