Seotud sisu
- Lõualuu langev video näitab sinise vaala lämbumist Krillil
- Varasemad Baleenvaalad sõna otseses mõttes imetud
Kui ta oleks pilgu heitnud üle õla vahetult enne seda, kui “suured kalad” teda neelas, oleks Piibli Joonasele olnud kadestusväärne vaade. Kadestusväärne, see tähendab, kui sa oled Alex Werth, maismaal asuv bioloog, kes uurib vaalade toitmise anatoomiat. "Ah, et olla Joonas ja vaadata baleani tegevust vaala keele istmel, " ütleb ta.
Baleen on aparaat, millele hambutu vaal merel toidu filtreerimiseks tugineb. Sajad need elastsed plaadid, mis on valmistatud struktuursest valgukeratiinist, kasvavad vaala ülaosast allapoole, rivistatud nagu ribakardinate liistud. Plaatide suhu kinnitamiseks on vaja suurt ülemist lõualuu, andes baleenvaaladele omamoodi tagurpidi irve.
Söötmisstruktuur arenes järk-järgult umbes 30 miljonit aastat tagasi, kui ookeanid olid täis hammasvaalasid, kes võistlesid piiratud toidu pärast. Olles välja töötanud tööriista ja maitse muude saakloomade jaoks, jagasid baleenvaalid - ühiselt müsticetid - laiali ja jagunesid 12 või enamaks liigiks, sealhulgas sinivaal, mis on suurim loom, kes eales elanud, koos küürikute, hallide ja hallidega. õiged vaalad. Ja vähemalt seni, kuni Ameerika kaubanduslikud vaalapüüdjad hakkasid umbes 200 aastat tagasi ulatuslikku jälitamist alustama, toimisid need suhteliselt passiivsed söötjad, kes tonni kaupa väikesi mereloomi maha lasid, just hästi.
“Baleen muutis kõike, ” sõnab Werth. “Ja meie arusaam selle anatoomia aspektidest on siiski kudede õhuke.” Paljud teadlased nõustuvad, et filtrisöötmine leidis aset oligoseenis (33, 9–23 miljonit aastat tagasi), kuna Lõuna-ookeani hoovuste muutused tõid kaasa massiivse planktoni õitsemise - uue valmistoidu. allikas. (Huvitaval kombel ei hakanud loomad välja hiiglastena. 2017. aasta mais avaldatud uus aruanne viitab sellele, et nende hiiglaslikkus saabus hiljem, võib-olla kolm miljonit aastat tagasi), kuna saagiksus sai tihedamalt pakitud, kuid hajutatud - intensiivse toitainete sisalduse tõttu. söögituba soosinud vaalakesed, mis võisid nii toituda kui ka piisavalt mahukad, et reisida plaastrite vahel kaugele - baleenvaalad kasvasid väljakutse vastu.)
Baleenvaalade eeldatav saabumisaeg on see, kus teadlaste seas valitseb üksmeel. Werth ütleb, et vähesed nõustuvad vaalades filtreerimissüsteemi arendamise etappide kohta, kuidas vahevormid toituvad (vastavalt viimase fossiilide leidmisele tõenäoliselt imemise teel), või isegi seda, kuidas [baleen] töötab jõude ja voolude voogudega. meri. ”
Kuid kuigi osa vaalade sügavast minevikust jätkub hämmingus, avastasid teadlased tänapäeval ootamatu selguse allika, üksikasjaliku aardekaardi, mis on peidetud baleeni sisse. Keratiiniga seotud teave, mis sisaldab valku või selle kõrval, sisaldab keemilisi ajatempleid ja andmeid vaalade tervise, liikumise ja paljunemise kohta. "See on justkui need loomad peavad päevikut ja äkki näeme, mida nad on kirjutanud, " ütleb endokrinoloog Kathleen Hunt Põhja-Arizona ülikoolist. Ja baleenist avanev narratiiv võib vaalade kaitset aidata täiesti uutel viisidel.
Kuidas vaalud hüppasid hammaste kasutamisest baleenini? Austraalia muuseumide Victoria ja Monashi ülikooli teadlased koos 25-aastase fossiilvaala Alfredi abiga pakuvad teile uusimat teadust.
Werthi laboratoorium Virginias Hampden-Sydney kolledžis, kus ta uurib baleeni hüdromehaanikat, lõhnab natuke. Baleen on kõikjal: pikad, kuivanud liistud asuvad riiulitel; plastikust mähitud kõrgete kitsaste plaatide tihvt, nende kummilised otsad on immutatud konservanti, nõjatub nurka. Ja siis on saalis 160 kilogrammi värsket saba tihedalt suletud tünnides, mis saabusid just Alaska kaastöötajatelt.
Vana baleen lõheneb nagu sõrmeküüned, mis paljastab selle struktuuri: iga kõverdatud plaat on kaks lamedat keratiini kihti, millel on tuubuliribad, nagu näiteks tihedalt rullitud lõunaeine miniatuursed rullid, mille vahele on jäetud. Vaala massiivne keel ja selle sisse ja välja pestud saagikotid hõõrutavad materjali, vabastades servades omamoodi erisoodustuse - mida Aristoteles võrdles “konna harjastega”. Nende kiudude jämedus, samuti suurus, kuju ja arv baleenplaadid, oleneb liigist ja just see karvane kraam eraldab toitu igast suutäis mereveest.
Filtritoitmine võis anda müstitsiitidele tee edasi miljonite aastate eest, kuid ookeanides toimuvad täna kiired muutused, eriti piirkondades, mis on kunagi olnud merejääga. Werth ütleb, et sellel võib olla mõju isegi kõige kohanemisvõimelisematele mereloomadele.
Mõelge vibuvaalale. Kollane must imetaja valge hingelaiguga, mis on levinud Maa kõige jahedamates vetes, on keskkonnamuutuste keskmes. Ta veedab kogu oma elu Arktikas, liikudes hooajaliselt pakijää servaga, moodustades ja taandudes. Toites päevas peaaegu kahel tonnil värsket zooplanktonit, kasvavad vööripead suureks, ulatudes 18 meetrini ja elades pikaks, 100 aastat ülespoole - see on võib-olla kõige pikem tänapäevastest imetajatest.
Baleeniuurija jaoks on liik puhas kuld. Sellel on rohkem ja pikemaid baleenplaate (kuni 350 mõlemal küljel neli meetrit tükis) kui ühelgi teisel vaal, sealhulgas gargantuan-sinine. Paljud põlisrahvaste Alaska elanikud, kes legaalselt vibujahti jahivad, jagavad uurijatele baleeni, seega Werthi tünnid saalis. Vaalade kinnistamise võrgud on veel üks allikas. Vanemad proovid, mis ulatuvad tagasi 1800-ndate aastate keskpaiga vaalapüügiekspeditsioonidele, koguvad muuseumi hoiukappidesse ja erakogudesse tolmu, on selleks küps.
Kathleen Hunt, nagu ka Werth, kasutab seda ressurssi ära. Lõppkokkuvõttes soovib ta teada saada, kuidas vööripead tulevad toime inimeste kasvava mõjuga nende keskkonnale. Jää sulamine avab Arktika suuremale laevaliiklusele, seismilistele uuringutele, nafta ja gaasi arendamisele ning kalapüügile. Mereimetajate puhul tähendab see rohkemat laevade streiki, suuremat takerdumist kalavõrkudesse ja suuremat müra. “Kas nad on stressist väljas? Kas inimtegevus mõjutab nende paljunemist? ”Küsib naine. Keegi ei tea.
Uurija tuli meeleheites andmeallikana baleenilt. Ta teadis, et hormoonid suudavad paljudele tema küsimustele vastata, kuid vaalu on teadupärast raske uurida, palju vähem proove. "Kunagi ei saa te oma looma kätte, " ütleb Hunt. "Vaala ei tohi rahustada ega laborisse tagasi tuua."
Sinised vaalad, suurimad loomad Maal, kasutavad oma baleeni toiduks mõnele ookeani väikseimale loomale. Selle tegevuses tegutseva drooni kaadrid jäädvustas Oregoni Riiklik Ülikool. Video autor: GEMM Lab, Oregoni Riiklik Ülikool
Kui see on äärmiselt motiveeritud ja veelgi kannatlikum, võib vaala puhumisaugust koguda väljaheiteid, naha- ja punetamisproove ning isegi hingamisaurusid. Kuid need pakuvad ainult ühe hetke hetke pilte. Hunt soovis laiemat kajastamist. Kõrvavaha pistikud esitavad täiendavaid andmeid, kuid see pole kohutavalt täpne ja pistikuid on koljust raske välja võtta, seega on varud piiratud.
Pärast jahti umbes [13 aastat] jahti umbes ühe aasta jooksul "kolistas ja lõi", soovitas üks kolleeg baleenit. Lõppude lõpuks, juuksed, kabjad, sarved, küüned ja muud selgroogsete struktuurid, mis on samuti valmistatud keratiinist, sisaldavad igasugust teavet, sealhulgas endokriinseid andmeid paljudest näärmetest, mis saadavad hormoone keha kaudu.
Selgub, et baleen sisaldab sama teavet ja seda saab ekstraheerida pulbristatud proovidest. Kuna plaadid kasvavad kogu looma elu jooksul, hõivavad nad pidevalt hormonaalseid signaale neerupealistest, sugunäärmetest ja kilpnäärmest. "Me ei saa andmeid mitte ainult uuest osast [baleenist], vaid ka sellest osast, mis on kümmekond või enam aastat mere all ringi kihutanud, " räägib Hunt. Plaat erodeerub ühes otsas, kui kasvab teises, seega tähistab see eluosa - mõnikord 15 aastat väärt.
Põhja-Atlandi parempoolse vaala, Stumpy ja Staccato, vaalade paljunemise uurimisel vaatas Hunt palju vaalade paljunemist, mida teadlased New Yorgi Inglismaal vaatasid alates 1970. aastatest. Suur osa vaalade eluloolistest sündmustest, sealhulgas poegimise õnnestumised, olid hästi dokumenteeritud, lastes Huntil luua ajakava igaühe jaoks kuni surmani (mõlemad surid laeva streikides, üks neist oli sel ajal rase). Kuna teadlased on välja arvutanud baleeni ligikaudse kasvukiiruse - nii palju aega sentimeetri kohta -, võiks Hunt viia baleenist ekstraheeritud hormonaalsed andmed vaala selleaegsesse kogemusesse, viidates olulistele korrelatsioonidele.
"Sellised asjad nagu estrustsüklid ja seksuaalse küpsuse vanus, raseduse määr, on see teadlastele tõesti must kast, " ütleb Hunt, kuid nüüd võib baleeniga olla võimalus neid dešifreerida. Ta avastas selged progesterooni mustrid (raseduse ajal on see "karjuvalt kõrge"), mis seostuvad stressihormooni kortisooli tõusude ja mõõnadega. Lisaks sellele võiks tema sõnul kilpnäärmehormoonid paljastada, kui loom nälgib (valad võivad energia säästmiseks oma ainevahetuse kiiruse "keerata alla"), samal ajal kui vee säilitamiseks kasutatav aldosterooni teravik on teistel loomadel stressimärk. nii võib see sama vaalades märku anda.
Hunt usub, et sellise teabe olemasolu korral, mida saab katta keskkonnaandmetega, näiteks meretemperatuur, võib avada portaali keerukamate mõistatuste kohta. “Miks naised ei pesitse selles piirkonnas, vaid asuvad selles?” Küsib ta näitena. “Kas see on toitumisprobleem? Kas naised kaotavad vasikaid või ei jää lihtsalt rasedaks? ”Vastuseid võiks anda õige punktide kombinatsioon.
Lisaks võiks korrelatsioonide leidmine stressihormoonide muutuste ja reproduktiivse edu vahel, näiteks „olla poliitikakujundamisel tõesti kasulik”, ütleb ta. Ja suures pildis on kliimamuutuste mõjud. "See on muidugi põletav küsimus, " ütleb Hunt ja seni pole teadlastel aimugi, milline see vaaladele on. Ehk kui vaalasaared nihkuvad vastusena ookeani temperatuuri tõusule, näevad bioloogid vaaladel toitumisstressi, mis on seotud toidukoguse muutuse või vähendatud kogusega. Hunt arvab, et selline mõju võib kilpnäärme ja muude andmete põhjal olla välistatud.
See, mis Hunt on alustanud, näib olevat valmis lähitulevikus paljudele mustadele kastidele kaaned hüppama.
Samal ajal pole hormoonid ainus keemiline varandus, mis on lõksus. Nagu Hunt, kaevandab Smithsoniani institutsiooni esindaja Alyson Fleming vaalade suust muidu nähtamatuid andmeid.
Bioloogiline okeanograaf on oma stabiilsete isotoopide uurimisel käitlenud sadu baleenproove - elemente, sealhulgas süsinikku ja lämmastikku, mille mass on prognoositav. Näiteks ühes süsinikuvormis on rohkem neutroneid kui teises, seega on see raskem ja reageerib keemilises ja füüsikalises protsessis erinevalt. Flemingule on kasulik see, et need elemendid võivad toimida keskkonna eri aspektide jälgijana, sealhulgas rändava vaala puhul selle geograafiline asukoht ja vaala söönud troofiline tase (koht toiduvõrgus).
Võtke vööripead. Need vaalad rändavad hooajaliselt Beauforti ja Beringi mere vahel ning need ookeanid ja neis elavad loomad on isotoopselt erinevad. See on osaliselt seetõttu, et Beaufort saab jõesüsteemidest värsket vett ja mageveel on konkreetne isotoopne allkiri, mis ilmub eufaasiidides, näiteks krillides, ja koplikad, mida ta toetab.
Nendest röövloomadest toidetud vaaladel kasutatakse luu ja saba ehitamiseks hapnikku, süsinikku ja lämmastikku. Ja kasulikult, nende elementide suhted peegeldavad ookeani, mida vaalad toituvad kasvu ajal. Proovide võtmine massispektromeetria abil kogu baleenplaadilt näitab aja jooksul isotoopmarkereid, sealhulgas üleminekut ühelt ookeanilt teisele. Kuna teadlased teavad nende ookeanide vahelise rände üldist ajastamist ja saavad seda kasutada koos isotoopide andmetega baleeni kasvukiiruse mõõtmiseks, pakuvad plaadid omamoodi ajatempliga vaalamatkamise kaarti, sealhulgas seda, kus see viibib mööda toita tee.
Täpsemalt selgitab Fleming, et süsiniku isotoopide suhet saab seostada nii fütoplanktoni koguse kui ka kasvukiirusega - triivivas fotosünteesi kestvas elus mereahela aluses. „Nii et see on üks umbkaudne viis, kuidas hinnata selle tootlikkust“ - mis lõppkokkuvõttes tähendab energiat, mida saab vaalade filtreerimiseks.
Flemingi töödest võiks lihtsalt järeldada, milliseid liike keskkonnamuutused kõige enam ohustavad, väidab ta. „Varem tegime nahaproovide abil küürprojekti, mille käigus vaatasime 20 aastat Californiast toitumist. Me saime teada, et need loomad olid väga paindlikud - nad vahetasid saaki sõltuvalt sellest, mida oli rohkesti. ”Humpbacks võib olla leidlik, ütleb ta, “ aga kuidas on vööripeadega? See aitab aidata sellele vastata, ”andes juhtidele abivahendi otsustamisel, kuhu oma jõupingutused suunata.
Lõpuks suudavad Fleming, Hunt ja teised baleen-uurijad oma tähtaegu mõlemas suunas pikendada. Ühes otsas on värsked proovid luhtunud ja seaduslikult kütitud vaaladest, mis pakuvad vaalade tänapäevast olemust. Teine ots peitub vanas õlis: materjali kasutati juba 1500. aastatel ehetes, kastides, kammides, kingades ja muudes toodetes. "Proovime enne haruldaste asjade juurde kaevamist kasutada kõige vähem väärtuslikke proove ja me ei tea veel, kas hormoonid ja muud kemikaalid on seda kaua vastu pidanud, " räägib Hunt. "Kuid ma loodan, et viin selle kõik kokku, jälgides väga pika aja jooksul paju suundumusi."
Baleenil põhinevad uuringud on algusaegadel. Teised teadlased on teatanud liikide toitumise kattumisest (kasulik on teada, kas loomad konkureerivad sama saaklooma pärast, eriti kui see saak väheneb) ja elavhõbedaga kokkupuutest ning teabe kogum laieneb pidevalt. On selge, et koostööl teiste andmete kogujatega - vaala elust saadavate isiklike, füüsiliste ja keskkonnaandmete katmisel - on tohutu säilitamise potentsiaal. Teadlaste sõnul on selle omapärase anatoomia jaoks väga suur pilt, sealhulgas keerulised seosed ökosüsteemi produktiivsuse, stressi, paljunemise ja isegi inimese jalajälje vahel nendes kaugetes elupaikades.
Teadlased loodavad, et ajakavade loomine ja seoste otsimine võib lõpuks metsloomade haldajaid ja poliitikakujundajaid teavitada. See on mäestikulahing, kuna mitmed vaalaliigid ei ole kunagi kaubandusliku vaalapüügi ajaloolise tapmise tagajärjel taastunud - ühe Antarktika sinivaalade käes on ekspluateerimiseelsest tasemest vaid üks protsent. Kuid liigid pole kõik ühes ja samas paadis. Rahvusvahelise looduskaitseliidu andmetel peetakse Põhja-Atlandi ja Vaikse ookeani põhjaosa parempoolseid vaalasid ohustatuks, kuid mõned vibupeade, lõunapoolsete parempoolsete ja hallhaalade populatsioonid on kõige vähem murettekitavad.
Praegu igatahes. Tänapäeva vaenlaste vaenlased paljunevad kiiremini, kui nende elu kohta andmeid saab kokku panna. Laevade streigid ja püügivahendite takerdumised on tavaline vaenlane number üks. Looduskaitsjad muretsevad ka müra, soojenemistemperatuuride ja selle paljude tagajärgede, reostatud vee ja kokkupuute pärast ookeaniga. Neid ohte, eriti kombineeritud, on äärmiselt raske kvantifitseerida.
Kuid kuna teadlased puurivad veelgi Baleeni molekulaarkassat, leiavad nad kahtlemata uusi viise, kuidas kasutada mineviku ja oleviku andmeid tuleviku kavandamiseks. Baleenvaala omapärane irve on osutunud üllatusi täis.
Seotud lood ajakirjast Hakai:
- Elu HMCS Annapolise vraki kohal
- Sub Marine: asjad, mida me upume
- Stefan Drzewiecki, allveelaeva tsaar
