Continut Asemanator
- Videoclipul care se aruncă cu fălci arată balena albastră care dă în jos pe Krill
- Cele mai vechi balene balenice au reușit literalmente
Dacă ar fi aruncat o privire peste umăr chiar înainte ca „marele pește” să-l înghită, Iona biblică ar fi avut o vedere de invidiat. Adicați, adică dacă sunteți Alex Werth, un biolog fără lac, care studiază anatomia de hrănire a balenelor. „Ah, să fii Iona și să privești balta în acțiune de pe un scaun pe limba unei balene”, spune el.
Baleen este aparatul de balene fără dinți pe care se bazează pentru a filtra alimentele din mare. Sute de aceste plăci flexibile, făcute din proteina structurală keratină, cresc în jos de la maxilarul superior al unei balene, aliniate ca niște șipci de jaluzele venetice. Montarea plăcilor în gură necesită o maxilară superioară mare, oferind balenelor un fel de rânjet cu susul în jos.
Structura de hrănire a evoluat treptat cu aproximativ 30 de milioane de ani în urmă, când oceanele erau pline de balene dințate care concurau pentru alimente limitate. După ce a dezvoltat un instrument și gust pentru alte tipuri de pradă, balenele balene - cunoscute colectiv sub numele de mististic - în cele din urmă s-au despărțit și s-au divergent în 12 sau mai multe specii, inclusiv balena albastră, cel mai mare animal care a trăit vreodată, împreună cu cocoașele, grisurile și balenele drepte Și, cel puțin până când balenii comerciali americani au început urmărirea grea în urmă cu aproximativ 200 de ani, acești hrănitori relativ pasivi care aruncau puține animale marine până la tonă s-au descurcat bine.
"Baleen a schimbat totul", spune Werth. „Și totuși, înțelegerea noastră asupra aspectelor acestei anatomii este încă subțire de țesut.” Mulți oameni de știință sunt de acord că hrănirea cu filtru a găsit piciorul în Oligocen (în urmă cu 33, 9 - 23 de milioane de ani), întrucât schimbările în curenții Oceanului de Sud au adus înfloriri masive de plancton - un nou aliment gata sursă. (Interesant este că animalele nu au început ca niște uriași. Un nou raport publicat în mai 2017 sugerează că gigantismul lor a venit mai târziu, poate cu trei milioane de ani în urmă, deoarece prada a devenit mai bine împachetată, dar mai patchier - rezultatul intensificărilor intense de nutrienți. Stilul de luat masa a favorizat balenele care ar putea ambele alimenta și au fost suficient de voluminoase pentru a călători departe între petice - balenele balene au crescut pentru a face față provocării.)
Timpul estimat de sosire a balenelor este locul în care se termină un teren comun al oamenilor de știință. Puțini sunt de acord, spune Werth, cu privire la etapele prin care sistemul de filtrare a evoluat în balene, cum se alimentează formele intermediare (probabil prin aspirație, conform ultimelor descoperiri fosile), „sau chiar cum funcționează [baleenul] cu forțele și fluxurile din mare."
Dar, în timp ce o parte din trecutul adânc al balenelor continuă să se perplece, oamenii de știință de astăzi au descoperit o sursă neașteptată de claritate, o hartă detaliată a comorilor ascunsă în baleen. Informațiile asociate cu keratina, fie în proteină, fie alături de ea, conțin timestam-uri chimice și date despre sănătatea, mișcările și reproducerea balenelor. „Este ca și cum aceste animale ar fi ținut un jurnal zilnic și, dintr-o dată, putem vedea ce au scris”, spune endocrinologul Kathleen Hunt, de la Universitatea Arizona de Nord. Iar narațiunea care se desfășoară din baleen ar putea informa conservarea balenelor în moduri cu totul noi.
Cum au făcut balenele să sară de la utilizarea dinților la balot? Cercetătorii de la Muzeele Victoria și Universitatea Monash din Australia, cu ajutorul Alfred, o balenă fosilă de 25 de milioane de ani, vă aduc cele mai noi științe.
Laboratorul lui Werth de la Colegiul Hampden-Sydney din Virginia, unde studiază hidromecanica baleenului, miroase puțin la balenă. Baleen este peste tot: șipci lungi și desecate se află pe rafturi; o frunză de plăci înalte și înguste înfășurate în plastic, capetele lor gumă scobite în conservant, se sprijină în colț. Și apoi sunt cei 160 de kilograme de balot proaspăt în butoaie strânse în hol, tocmai sosite de la colaboratorii din Alaska.
Baleenul vechi se desparte ca unghiile, ceea ce își dezvăluie structura: fiecare placă curbată este formată din două straturi plate de keratină, cu rânduri de tubule, ca niște bobine minunate de carne de prânz strâns laminate, între ele. Limba masivă a balenei și prada ei spălarea și intrarea degradează materialul, eliberând un fel de franjuri la margini - ceea ce Aristotel a comparat cu „perișoarele de porc”. Gravitatea acelor filamente, la fel ca mărimea, forma și numărul de plăcile de balot, depinde de specie, și aceste chestii păroase care separă mâncarea de fiecare gură de apă de mare.
Este posibil ca alimentarea cu filtre să fi dat misticetele un drum înainte cu milioane de ani în urmă, dar oceanele suferă o schimbare rapidă astăzi, mai ales în regiunile aflate cândva cu gheață marină. Werth spune că acest lucru „ar putea avea efecte grave chiar și asupra celor mai adaptive animale marine”.
Luați în considerare balena capului. Mamiferul negru elegant, cu peticul de suflet alb, nativ în apele cele mai friguroase ale Pământului, este în centrul schimbărilor de mediu. Își petrece întreaga viață în zona arctică, mișcându-se sezonier, cu marginea gheții, pe măsură ce se formează și se retrage. Se hrănesc cu aproape două tone de zooplancton proaspăt zilnic, capetele cresc mari, unele până la 18 metri și trăiesc mult, în sus, de 100 de ani - posibil cel mai lung dintre orice mamifer modern.
Pentru un cercetător baleen, specia este aur pur. Are plăci de baloturi din ce în ce mai lungi (până la 350 pe parte la patru metri pe bucată) decât orice altă balenă, inclusiv albastrul gargantuan. Mulți alaskani indigeni care vânează legal vârfurile vor împărtăși baleenul cercetătorilor, astfel că butoaiele lui Werth în sală. Rețelele de blocare a balenelor oferă o altă sursă. Probele mai vechi, care se întorc la expedițiile de vânătoare de la mijlocul anilor 1800, adună praf în dulapurile de depozitare ale muzeului și colecțiile private, coapte pentru studiu.
Kathleen Hunt, la fel ca Werth, profită de această resursă. În cele din urmă, ea vrea să știe cum se confruntă capetele cu impactul tot mai mare al omului asupra mediului lor. Gheața care se topește deschide Arctica către mai mult trafic de nave, explorare seismică, dezvoltare de petrol și gaze și pescuit. Pentru mamiferele marine, acest lucru se traduce prin mai multe lovituri de nave, mai multe legături în plase de pescuit și mai mult zgomot. „Sunt stresați? Activitatea umană afectează reproducerea lor? ”, Se întreabă ea. Nimeni nu stie.
Cercetătorul a venit prin baleen ca sursă de date în disperare. Știa că hormonii ar putea răspunde la multe dintre întrebările ei, dar balenele sunt notoriu dificil de studiat, cu atât mai puțin proba. „Niciodată nu poți pune mâna pe animalul tău”, spune Hunt. „Nu există nicio tranchilizare a unei balene sau să o readucem la laborator.”
Balenele albastre, cele mai mari animale de pe Pământ, își folosesc balta pentru a se hrăni cu unele dintre cele mai mici animale din ocean. Această secvență de dronă care se hrănește în acțiune a fost capturată de Universitatea de Stat din Oregon. Video de GEMM Lab, Oregon State University
Dacă este extrem de motivat și chiar mai mult pacient, se pot colecta fecale, mostre de piele și balon, și chiar vapori respiratorii din gaura unei balene. Dar acestea oferă doar instantanee dintr-un singur punct în timp. Hunt dorea o acoperire mai largă. Mufele Earwax stabilesc date incrementale, dar nu sunt extrem de precise, iar mufele sunt greu de extras intacte dintr-un craniu, astfel încât livrările sunt limitate.
După ce Hunt „[a prăbușit] cu cocoșul și lovitura” timp de aproximativ 13 ani, un coleg a sugerat balta. La urma urmei, părul, copitele, coarnele, unghiile și alte structuri vertebrate care sunt, de asemenea, făcute din keratină, dețin tot felul de informații, inclusiv date endocrine din numeroasele glande care transmit hormoni prin corp.
Se pare că, baleenul conține aceleași informații și poate fi extras din eșantioane pulverizate perforate. Deoarece plăcile cresc pe parcursul vieții unui animal, captează continuu semnale hormonale - din glandele suprarenale, gonade și tiroidă. „Putem obține date nu doar din noua parte [a baleenului], ci din puținul care se zvâcnește sub mare de zeci sau mai mulți ani”, spune Hunt. O placă erodează la un capăt pe măsură ce crește la celălalt, deci reprezintă o felie de viață - uneori în valoare de 15 ani.
Hunt a arătat mult despre reproducerea balenelor, studiind balena de la două balene feminine din Atlanticul de Nord, Stumpy și Staccato, pe care oamenii de știință le observau din Noua Anglie încă din anii '70. O bună parte din istoricul de viață al balenelor, inclusiv succesele făptuirii, au fost bine documentate, permițând lui Hunt să creeze o cronologie pentru fiecare - până la moarte (ambele au murit din cauza loviturilor de la navă, una dintre ele însărcinate la acea vreme). Întrucât oamenii de știință au calculat o rată de creștere aproximativă pentru balenă - atât timp pentru centimetru - Hunt ar putea alinia datele hormonale extrase din balenă cu experiențele balenei în acea perioadă a vieții sale, sugerând corelații importante.
„Lucruri precum ciclurile de estru și vârsta maturității sexuale, ratele de sarcină, acestea sunt într-adevăr o cutie neagră pentru cercetători”, spune Hunt, dar acum cu balta poate exista potențialul de a le descifra. Ea a descoperit tipare clare în progesteron (este „țipător de mare” în timpul sarcinii) care se asociază cu suișuri și coborâșuri în cortizolul hormonului stresului. În plus, hormonii tiroidieni ar putea dezvălui dacă un animal este înfometat (balenele își pot „reduce” ritmul metabolic pentru a economisi energie), în timp ce un alt pic în aldosteron, folosit pentru a conserva apa, este arătat la alte animale ca fiind un semn de stres. deci poate semnala la fel în balene.
Hunt consideră că existența unor astfel de informații, care pot fi suprapuse cu date de mediu, cum ar fi temperaturile mării, va deschide un portal despre mistere mai complexe. „De ce femelele nu se reproduc în această zonă, ci sunt în acea?”, Întreabă ea ca exemplu. „Este o problemă nutrițională? Femeile își pierd viței sau pur și simplu nu rămân însărcinate? ”Combinația corectă de dateapointe ar putea oferi răspunsuri.
În plus, găsirea corelațiilor dintre modificările hormonilor de stres și succesul reproductiv, de exemplu, „ar putea fi cu adevărat utilă în elaborarea politicilor”, spune ea. Și în imaginea de ansamblu există efectele schimbărilor climatice. „Aceasta este, desigur, o întrebare arzătoare”, spune Hunt, iar până acum, oamenii de știință nu au idee care vor fi acele efecte pentru balene. Poate că pe măsură ce prada balenelor se schimbă ca răspuns la creșterea temperaturii oceanului, biologii vor observa tensiuni nutriționale în balene legate de o schimbare sau de o cantitate redusă de alimente. Hunt consideră că un astfel de efect ar putea fi evocat din tiroidă și din alte date.
Ceea ce a început Hunt pare să fie pregătit să poposească capacele pe multe cutii negre în viitorul apropiat.
Între timp, hormonii nu sunt singura comoară chimică prinsă în baleen. La fel ca Hunt, Alyson Fleming de la Smithsonian Institution extrage date invizibile altfel din gurile balenelor.
Oceanograful biologic a tratat sute de probe de balot în studiile sale asupra izotopilor stabili - elemente inclusiv carbon și azot cu „semnături” previzibile legate de masa lor. O formă de carbon, de exemplu, are mai mulți neutroni decât cealaltă și astfel este mai grea și reacționează diferit în procesele chimice și fizice. Ceea ce este util pentru Fleming este faptul că aceste elemente pot acționa ca trasori ai diferitelor aspecte ale mediului, incluzând, pentru o balenă care migrează, locația sa geografică și nivelul trofic (poziția pe web-ul alimentar) a ceea ce a mâncat balena.
Luați capete. Aceste balene migrează sezonier între mările Beaufort și Bering, iar acele oceane, precum și animalele care trăiesc în ele, sunt izotopic diferite unele de altele. Asta în parte, deoarece Beaufort obține apă proaspătă din sistemele fluviale, iar apa dulce are o semnătură izotopică particulară care apare în eufauzele, cum ar fi krillul și copepodele pe care le susține.
Hrănite de aceste specii de pradă, balenele folosesc oxigen, carbon și azot pentru a construi os și balot. Și, în mod util, raporturile acestor elemente reflectă oceanul cu care balenele se hrănesc în momentul creșterii. Eșantionarea de-a lungul unei plăci de balot cu spectrometrie de masă dezvăluie markerii izotopici în timp, inclusiv tranziția de la un ocean la altul. Deoarece cercetătorii cunosc calendarul general al migrațiilor între aceste oceane și pot folosi asta, împreună cu datele izotopilor, pentru a măsura rata de creștere a balenelor, plăcile oferă un fel de hartă timbrată a călătoriei unei balene, inclusiv în cazul în care persistă pentru a se alimenta de-a lungul modul în care.
Mai precis, Fleming explică faptul că raporturile izotopilor de carbon pot fi corelate atât cu cantitatea cât și cu rata de creștere a fitoplanctonului - viața fotosintetică în derivă la baza lanțului alimentar marin. „Așadar, acesta este un mod grosolan de a evalua câtă productivitate există” - care se traduce în cele din urmă în energia disponibilă pentru balenele care alimentează filtrele.
Ea spune că unele dintre lucrările lui Fleming ar putea sugera care specii sunt cele mai amenințate de schimbările de mediu, spune ea. „Anterior am făcut un proiect humpback, folosind probe de piele, uitându-ne la 20 de ani de foraj în California. Ceea ce am descoperit este că aceste animale erau foarte flexibile - au schimbat prada în funcție de ceea ce era abundent. ”Ciobanii pot fi plini de resurse, spune ea, „ dar ce se întâmplă cu castroanele? Baleenul poate ajuta la răspunsul acesta, oferind managerilor un instrument în a decide unde să-și concentreze eforturile.
În cele din urmă, Fleming, Hunt și alți cercetători baleen pot fi capabili să-și extindă calendarul în ambele direcții. La un capăt se găsesc mostre proaspete din balene înfundate și vânate legal, oferind o abordare modernă asupra vieții balenelor. Celălalt capăt constă în baleenul vechi: materialul a fost folosit încă din anii 1500 în bijuterii, cutii, piepteni, saboți și alte produse. „Încercăm să folosim cele mai puțin valoroase mostre înainte de a săpa în lucrurile rare, și nu știm încă dacă hormonii și alte substanțe chimice vor fi menținut atât de mult”, spune Hunt. „Dar sper să reuni totul, să observ tendințele baleenului pe o perioadă foarte lungă de timp.”
Cercetarea bazată pe Baleen se află în primele zile. Alți cercetători au raportat cu privire la suprapunerea dietetică dintre specii (este util să știm dacă animalele concurează pentru aceeași pradă, mai ales dacă prada scade) și expunerea la mercur, iar grupul de informații continuă să se extindă. Este clar că colaborarea cu alte colectoare de date - suprapunerea datelor personale, fizice și de mediu din viața unei balene - are un potențial masiv de conservare. Oamenii de știință spun că există o imagine foarte mare în această anatomie particulară, inclusiv conexiunile complexe dintre productivitatea ecosistemului, stresul, reproducerea și chiar amprenta umană din aceste habitate îndepărtate.
Cercetătorii speră că crearea calendarului și găsirea legăturilor pot informa în cele din urmă managerii de animale sălbatice și factorii de decizie. Este o luptă ascendentă, întrucât un număr de specii de balene nu s-au recuperat niciodată din măcelul istoric al balenelor comerciale - balenele albastre din Antarctica, pentru unul, dețin doar un procent din nivelurile de pre-exploatare. Dar speciile nu sunt toate în aceeași barcă. Conform Uniunii Internaționale pentru Conservarea Naturii, deși balenele drepte ale Atlanticului de Nord și Pacificului de Nord sunt puse în pericol, unele populații de vârfuri, balene din sudul drept și balene cenușii sunt considerate „cele mai puțin îngrijorătoare”.
Deocamdată, oricum. Dușmanii de astăzi la balene se înmulțesc mai repede decât pot fi adunate datele despre viața lor. Grevele navelor și legăturile cu unelte de pescuit sunt inamicul comun numărul unu. De asemenea, conservatorii își fac griji pentru zgomot, temperaturile de încălzire și numeroasele sale ramificări, expunerea la apele poluate și acidifierea oceanelor. Aceste amenințări, în special combinate, sunt extrem de greu de cuantificat.
Dar, pe măsură ce cercetătorii vor merge mai departe în tezaurul molecular al baleenului, vor găsi, fără îndoială, noi modalități de a utiliza datele din trecut și prezent pentru a planifica viitorul. Zâmbetul particular al balenei balene se dovedește a fi plin de surprize.
Povestiri înrudite din revista Hakai:
- Viața la bordul epavei Annapolis-ului HMCS
- Sub Marine: Lucrurile pe care le scufundăm
- Stefan Drzewiecki, țarul submarin
