Lyd afslører gigantiske blåhvaler, der danser med vinden for at finde mad

En undersøgelse foretaget af MBARI-forskere og deres samarbejdspartnere offentliggjort i dag i Ecology Letters kaster nyt lys over mystiske, truede blåhvalers bevægelser. Forskerholdet brugte en retningsbestemt hydrofon på MBARIs undervandsobservatorium, integreret med andre avancerede teknologier, til at lytte efter blåhvalers blomstrende vokaliseringer. De brugte disse lyde til at spore blåhvalers bevægelser og lærte, at disse havgiganter reagerer på ændringer i vinden.

Langs Californiens centrale kyst bringer forår og sommer kystnære opblomstringer. Fra marts til juli skubber sæsonbestemte vinde det øverste lag af vand ud til havet, så det kolde vand nedenunder kan stige til overfladen. Det køligere, næringsrige vand giver næring til opblomstringer af bittesmå fytoplankton, og sætter gang i fødenettet i Monterey Bay, fra små rejelignende krill hele vejen til gigantiske hvaler. Når vinden skaber en opvoksende begivenhed, søger blåhvaler efter de køligere vandfaner, hvor krill er mest udbredt. Når opstrømningen stopper, bevæger hvalerne sig offshore til et levested, der gennemskæres af sejlruter.

"Denne forskning og dens underliggende teknologier åbner nye vinduer ind i den komplekse og smukke økologi af disse truede hvaler," sagde John Ryan, en biologisk oceanograf ved MBARI og hovedforfatter af denne undersøgelse. "Disse resultater viser en ny ressource for ledere, der søger måder til bedre at beskytte blåhvaler og andre arter."

Den retningsbestemte hydrofon er en specialiseret undervandsmikrofon, der optager lyde og identificerer den retning, hvorfra de stammer. For at bruge denne teknologi til at studere blåhvalens bevægelser var forskere nødt til at bekræfte, at hydrofonen pålideligt sporede hvaler. Dette betød at matche de akustiske pejlinger til en kaldende hval, der blev sporet af GPS. Med tillid til de etablerede akustiske metoder undersøgte forskerholdet to års akustisk sporing af den regionale blåhvalbestand.

Denne undersøgelse byggede på tidligere forskning ledet af MBARI Senior Scientist Kelly Benoit-Bird, som afslørede, at sværme af foderarter - ansjos og krill - reagerede på kystnær opstrømning. Denne gang kombinerede forskere satellit- og fortøjningsdata for opstrømningsforhold og ekkolodsdata om krillsammenlægninger med de akustiske spor fra fouragerende blåhvaler, der blev logget af den retningsbestemte hydrofon.

"Tidligere arbejde fra MBARI-teamet fandt ud af, at når kystopstrømningen var stærkest, dannede ansjoser og krill tætte sværme i opstrømmende faner. Nu har vi erfaret, at blåhvaler sporer disse dynamiske faner, hvor rigelige føderessourcer er tilgængelige," forklarede Ryan.

Blåhvaler genkender, når vinden ændrer deres habitat, og identificerer steder, hvor opstrømning samler deres essentielle føde - krill. For et massivt dyr, der vejer op til 165 tons, er det et spørgsmål om overlevelse at finde disse tætte samlinger.

Mens videnskabsmænd længe har erkendt, at blåhvaler sæsonmæssigt besætter Monterey Bay i opblomstringssæsonen, har denne forskning afsløret, at hvalerne nøje følger opwellingsprocessen på en meget fin skala af både rum (kilometer) og tid (dage til uger).

"At spore mange individuelle vilde dyr på samme tid er udfordrende i ethvert økosystem. Dette er især svært i det åbne hav, som ofte er uigennemsigtigt for os som menneskelige observatører," sagde William Oestreich, tidligere kandidatstuderende ved Stanford Universitys Hopkins Marine Station og nu en postdoc ved MBARI.

"Integration af teknologier til at måle disse hvalers lyde muliggjorde denne vigtige opdagelse om, hvordan grupper af rovdyr finder føde i et dynamisk hav. Vi er spændte på de fremtidige opdagelser, vi kan gøre ved at aflytte blåhvaler og andre støjende havdyr."

Baggrund

Blåhvaler (Balaenoptera musculus) er de største dyr på Jorden, men på trods af deres store størrelse har forskerne stadig mange ubesvarede spørgsmål om deres biologi og økologi. Disse blide kæmper samles sæsonmæssigt i Monterey Bay-regionen for at fodre med små rejelignende krebsdyr kaldet krill.

Blåhvaler er undvigende dyr. De kan rejse store afstande under vandet meget hurtigt, hvilket gør dem udfordrende at spore. MBARI-forskere og samarbejdspartnere brugte en ny teknik til at spore blåhvaler – lyd.

MBARIs MARS (Monterey Accelerated Research System) observatorium tilbyder en platform til at studere havet på nye måder. I 2015 installerede MBARI-forskere en hydrofon eller undervandsmikrofon på observatoriet. Massen af ​​akustiske data fra hydrofonen har givet vigtig indsigt i havets lydlandskab, fra blåhvalers migrerende og fødende adfærd til påvirkningen af ​​støj fra menneskelige aktiviteter.

I 2019 installerede MBARI og Naval Postgraduate School en anden hydrofon på observatoriet. Den retningsbestemte hydrofon angiver den retning, hvorfra en lyd stammer fra. Denne information kan afsløre rumlige mønstre for lyde under vandet og identificere, hvor lyde kom fra. Ved at spore blåhvalernes B-kald - den mest kraftfulde og udbredte vokalisering blandt den regionale blåhvalpopulation - kunne forskerne følge individuelle hvalers bevægelser, mens de fouragerede i regionen.

Forskere sammenlignede den retningsbestemte hydrofons optagelser med data logget af tags, som forskere fra Stanford University tidligere havde indsat på blåhvaler. Validering af denne nye akustiske sporingsmetode åbner nye muligheder for samtidig at logge flere hvalers bevægelser. Det kan også muliggøre dyrebåren mærkeforskning ved at hjælpe forskere med at finde hvaler at mærke.

"Den integrerede suite af teknologier, der er demonstreret i dette papir, repræsenterer et transformativt værktøjssæt til tværfaglig forskning og mesoskala-økosystemovervågning, som kan implementeres i skala gennem beskyttede marine habitater. Dette er en game changer og bringer både hvalerbiologi og biologisk oceanografi til næste niveau ," sagde Jeremy Goldbogen, en lektor ved Stanford University's Hopkins Marine Station og en medforfatter af undersøgelsen.

Denne nye metode har ikke kun betydning for forståelsen af, hvordan hvaler interagerer med deres miljø og hinanden, men også for at fremme forvaltning og bevaring.

På trods af beskyttelse er blåhvaler fortsat truet, primært på grund af risikoen for kollisioner med skibe. Denne undersøgelse viste, at blåhvaler i Monterey Bay National Marine Sanctuary regelmæssigt indtager et levested, der er gennemskåret af sejlruter. Akustisk sporing af hvaler kan give realtidsinformation til ressourceforvaltere for at mindske risikoen, for eksempel gennem fartøjshastighedsreduktion eller omdirigering i kritiske perioder.

"Denne slags integrerede værktøjer kan give os mulighed for rumligt og tidsmæssigt at overvåge, og i sidste ende endda forudsige, flygtige biologiske hotspots. Dette lover at blive et fremskridt i den adaptive styring af risici for beskyttede og truede arter," siger Brandon Southall, præsident og seniorforsker for Southall Environmental Associates Inc. og medforfatter til forskningsstudiet. + Udforsk yderligere

Lyd giver ny indsigt i blåhvalers liv