Звук раскрывает новые подробности о тайной жизни кашалотов

Кашалоты — самые громкие животные на Земле, они полагаются на звук для поиска пищи в обширной темноте глубокого моря. Технология MBARI позволяет нам подслушивать, получая новое представление о таинственной жизни этих животных.

Проанализировав семь лет акустических данных, записанных в Национальном морском заповеднике залива Монтерей, исследователи MBARI и их коллеги из Военно-морской аспирантуры и Центра экосистемных часовых Вашингтонского университета обнаружили, что кашалоты у побережья Калифорнии встречаются чаще, чем считалось ранее.

Исследователи также выяснили, что кашалотов в районе залива Монтерей чаще встречают зимой, что является убедительным доказательством сезонных миграций этого вида в северо-восточной части Тихого океана.

Они опубликовали свои выводы 24 сентября в журнале Movement Ecology.

«Животные дают нам окно в их жизнь через звуки, которые они издают», — сказал постдокторант Уильям Эстрих, руководивший этим исследованием. «Сбор акустических данных позволяет нам наблюдать за поведением животных, углубляя наше понимание таких скрытных животных, как кашалоты.

«Наши выводы дают новое представление о поведении кашалотов и, как следствие, о сезонности в глубоком море, что может помочь в разработке мер защиты для этого исчезающего морского млекопитающего и экосистем, в которых оно кормится».

Кашалоты (Physeter macrocephalus) могут достигать 16 метров (52 фута) в длину и весить до 41 метрической тонны (45 тонн). Несмотря на свои размеры, жизнь этих важных хищников остается окутанной тайной. Кашалоты ныряют на сотни и тысячи метров ниже поверхности, чтобы питаться кальмарами и рыбой.

Подобно летучим мышам, использующим эхолокацию в ночном небе, кашалоты издают щелчки, чтобы находить добычу в темном глубоком океане. Эти громкие и характерные щелчки дают ученым возможность изучать их поведение, просто слушая.

Вокализации кашалотов содержат богатую информацию о том, кто эти животные и что они делают. Ученые могут определить возраст и пол особей по интервалу между последовательными щелчками эхолокации. Звуки, издаваемые китами, также дают подсказки об их поведении, например, ищут ли они пищу или успешно поймали добычу.

MBARI обладает уникальной возможностью собирать непрерывные высококачественные звукозаписи в глубоком море в течение длительного периода времени. Кабельная обсерватория института, Система ускоренных исследований Монтерея (MARS), расположена на континентальном склоне прямо за пределами залива Монтерей.

MARS позволяет исследователям тестировать и развертывать инновационные технологии для изучения океана и предоставляет платформу для мониторинга звукового ландшафта океана. Гидрофон, или подводный микрофон, на обсерватории круглосуточно записывает акустические данные из сердца Национального морского заповедника залива Монтерей.

«Чтобы увидеть кашалота или его уникальный боковой фонтан, мы должны находиться поблизости на лодке. Но под водой мы можем услышать уникальный звук эхолокации кашалота за сотню миль», — пояснил биологический океанограф Джон Райан, возглавляющий команду MBARI по изучению звукового ландшафта океана и соавтор недавнего исследования.

«Поскольку звук так мощно распространяется под водой, слушание значительно расширяет охват наших чувств. Этот охват позволил сделать наше первое ключевое открытие — что кашалоты, которых редко можно увидеть в Национальном морском заповеднике залива Монтерей, постоянно являются частью богатого биоразнообразия региона».

Исследователи MBARI разработали алгоритм для обнаружения характерных вокализаций кашалотов в сокровищнице акустических данных, записанных глубоководным гидрофоном. Акустическое обнаружение показало, что у побережья Калифорнии вокализации кашалотов достигают пика зимой.

Это противоположно летнему пику вокализаций кашалотов, о котором ранее сообщали исследователи в заливе Аляска.

Чтобы понять поведение, лежащее в основе сезонных закономерностей вокализаций кашалотов, исследователи MBARI и их коллеги сравнили семь лет этих акустических обнаружений с современными моделями-симуляциями, которые включают данные о хорошо изученных стратегиях передвижения других видов позвоночных.

Команда определила, что акустические паттерны кашалотов, обнаруженные в разных регионах северо-восточной части Тихого океана, вероятно, представляют собой сезонные миграционные перемещения. Ранее считалось, что кашалоты — бродячие кочевники, случайно находящие пищу.

Сезонность кашалотов совпадает с широтой Северной тихоокеанской переходной зоны (NPTZ). NPTZ образуется там, где прохладные субполярные воды встречаются с более теплыми субтропическими водами. В этой зоне кормится широкий спектр морской жизни. NPTZ смещается сезонно — зимой она находится южнее, а летом — севернее, что отражает перемещения кашалотов.

Сезонные пики вокализаций кашалотов не так выражены, как у мигрирующих животных, обитающих у поверхности, таких как синие киты (Balaenoptera musculus). Без света и ветра процессы в глубоком море исторически считались неизменными в течение года. Однако биологические связи соединяют поверхность с глубиной.

Дождь органического материала, который питает глубоководных животных и экосистемы, меняется в зависимости от сезонов и ежегодных всплесков продуктивности на поверхности, которые просачиваются в глубины ниже.

Новое исследование MBARI о кашалотах представляет собой самое убедительное на сегодняшний день доказательство того, что этот главный глубоководный хищник совершает сезонные миграции. Более тонкий сигнал миграций кашалотов отражает общую сглаженную сезонность глубокого моря.

«Глубокое море сложно изучать, но мы знаем, что животные, которые там живут, играют жизненно важную роль в здоровье планеты. Киты накапливают углерод в своих телах и переносят питательные вещества глубоко в толще воды, играя важную роль в морских пищевых сетях и транспорте углерода.

«Слушая одного из крупнейших хищников глубокого океана, мы можем узнать о более масштабных закономерностях в глубоководных экосистемах», — сказала старший научный сотрудник Келли Бенуа-Бёрд, возглавляющая команду MBARI по акустической экологии океана и являющаяся соавтором недавнего исследования кашалотов.

Эти выводы также могут помочь лицам, принимающим решения, внедрить меры защиты для этих исчезающих океанских гигантов и сред, от которых они зависят.

«Чтобы управлять взаимодействием человека и дикой природы, нам сначала нужно понять, где находятся животные и что они делают. Это исследование обеспечивает этот важный первый шаг, раскрывая тайны этого неуловимого океанского хищника и помогая информировать ответственное управление», — сказал Эстрих.

В сотнях терабайт непрерывных аудиоданных, записанных MBARI с 2015 года, скрыто еще много возможностей для важных открытий. MBARI делится этой уникальной коллекцией данных с мировым сообществом исследователей, политиков, педагогов и звуковых художников через свой проект Open Data на AWS.