Искусственный интеллект и подводные записи выявили места размножения гренландских китов в арктических льдах
Если гренландские киты производят особенно разнообразные и сложные вокализации в определённой области, высока вероятность, что это место их размножения. Этот вид обитает исключительно в Северном Ледовитом океане и является для него эндемичным.
Исследователи из Группы океанической акустики Института Альфреда Вегенера установили в обширном, частично покрытом льдом Северном Ледовитом океане гидрофоны, непрерывно записывающие подводные звуки. Это позволяет документировать вокализации животных в удалённых регионах и делать выводы об их распространении и поведении.
Команда во главе с Марлен Майстер опубликовала в журнале Scientific Reports исследование популяции гренландских китов у Шпицбергена. В период коммерческого китобойного промысла её численность сократилась с предполагаемых 33 000–65 000 особей до нескольких сотен.
Хотя популяция у Шпицбергена находится под защитой с 1930-х годов, явных признаков восстановления до сих пор не наблюдается. Сокращение арктического морского льда представляет для китов серьёзную угрозу, так как лёд является важной средой обитания: здесь они находят обильную добычу и защиту от косаток.
«Если лёд исчезнет, популяция потеряет центральную среду обитания, — говорит биолог AWI Марлен Майстер. — Вероятно, киты не смогут просто переместиться дальше на север, поскольку доступность пищи там очень ограничена».
Отступление льда также делает Северный Ледовитый океан более доступным для судоходства, что увеличивает риск загрязнения среды обитания нефтью и шумом, а также риск столкновения китов с судами.
Методы исследования и регионы
Чтобы лучше оценить последствия потери среды обитания, исследователи сосредоточились на распространении и акустическом поведении китов в районах с разными ледовыми условиями.
«Наблюдения показывают, что популяция Шпицбергена часто встречается в районах, покрытых морским льдом, от кромки льда до нескольких сотен километров вглубь пакового льда, где разводья служат китам дыхательными отверстиями», — говорит Марлен Майстер.
Группа океанической акустики исследовала два контрастных региона в проливе Фрама:
- Район к северо-западу от Шпицбергена в преимущественно покрытых льдом водах (анализ акустических записей 2022–2023 годов).
- Район в восточной части пролива Фрама в открытой воде (анализ данных за 2012–2023 годы).
Учёные преобразовали аудиоданные в спектрограммы и оценили их с помощью искусственного интеллекта, применив метод распознавания изображений ИИ, обученный на спектрограммах вокализаций гренландских китов. Затем команда детально изучила обнаруженные ИИ сигналы, уделив особоесть региону к северо-западу от Шпицбергена, где пение регистрировалось с октября по апрель.
Результаты о песнях китов и льде
Исследователи вручную разделили записанное пение китов на отдельные песни (участки с высокой степенью сходства) и проанализировали их временное появление в зависимости от состояния морского льда. Всего к северо-западу от Шпицбергена было обнаружено двенадцать различных песен, каждая из которых звучала от нескольких дней до недель. С октября количество различных песен в месяц увеличивалось и достигло пика в феврале — восемь разных песен.
«Одно из возможных объяснений — в феврале в регионе присутствовало больше животных, производивших более широкий спектр песен, что увеличивало общее разнообразие. Другая возможность — отдельные киты пели более разнообразно в феврале, потенциально получая репродуктивное преимущество, если самки предпочитают самцов с более разнообразным репертуаром», — говорит Майстер.
Увеличение разнообразия песен совпало с региональным отступлением морского льда на границе исследуемого региона. В декабре рекордер находился на расстоянии до 200 километров внутри морского льда, а в феврале, после отступления льда, — непосредственно у кромки льда.
«Тесная связь между разнообразием песен и удалённостью от кромки льда стала для нас неожиданным результатом», — отмечает Марлен Майстер.
Во втором, свободном ото льда регионе были обнаружены только отдельные сигналы, но не песни. «Гренландские киты регулярно присутствовали в свободной ото льда восточной части пролива Фрама, но причина их присутствия там остаётся неясной. Возможно, животные просто проходят через этот район и издают сигналы, чтобы поддерживать контакт друг с другом. Тот факт, что мы не обнаружили там песен, также позволяет предположить, что восточная часть пролива Фрама не является местом размножения», — объясняет биолог AWI.
Подобные исследования способствуют лучшему пониманию миграционных путей гренландских китов и помогают выявлять ключевые места обитания, такие как районы нагула и размножения, чтобы меры по сохранению были максимально эффективными.
OPUS — открытый портал подводных звуковых ландшафтов
Группа океанической акустики опубликовала множество подводных звуков на своём портале OPUS (Open Portal to Underwater Soundscapes: https://opus.aq). Портал предоставляет лёгкий и открытый доступ к долгосрочным данным о звуковых ландшафтах, записанным в Арктике, Антарктике и других регионах — от пения китов, криков тюленей и движения ледяных масс под водой до антропогенного шума. Погрузиться в мир подводного звука могут не только исследователи, но и все энтузиасты океана.
На основе этих долгосрочных акустических данных исследователи из Института Альфреда Вегенера опубликовали в октябре 2025 года исследование в JASA Express Letters. Оно показало, что песни антарктических финвалов имеют региональные различия. Эти различия могут служить акустическими маркерами, позволяя различать разные популяции одного вида исключительно на основе их акустических характеристик.
Эти результаты могут улучшить долгосрочный акустический мониторинг популяций финвалов в Южном океане, обеспечивая более чёткое понимание их распределения — важную основу для международных планов управления, направленных на более эффективную защиту финвалов в меняющемся океане.