Asiaan liittyvä sisältö
- Leuka-pudottava video osoittaa sinivaalin rynnävän Krillillä
- Varhaisin Baleen valaat kirjaimellisesti imetään
Jos hän olisi vilkaissut olkapäätään juuri ennen kuin ”suuret kalat” nielaisivat hänet, raamatullisella Jonalla olisi ollut kadehdittava näkymä. Kadehdittava, toisin sanoen, jos olet Alex Werth, merelle päin oleva biologi, joka tutkii valaiden ruokintaanatomiaa. "Ah, olla Jonah ja katsella baleenia toiminnassa valaan kielen istuimelta", hän sanoo.
Baleen on laite, johon hampaattomat valaat luottavat ruuan suodattamiseen merestä. Sadat näistä joustavista levyistä, jotka on valmistettu rakenneproteiinikeratiinista, kasvaa alaspäin valaan ylemmästä leuasta, rivissä kuten sälekaihtimien säleet. Levyjen asettaminen suuhun vaatii suuren yläleuan, jolloin paalenvalaille saadaan eräänlainen ylösalaisin tapahtuva virne.
Ruokintarakenne kehittyi asteittain noin 30 miljoonaa vuotta sitten, kun valtameret olivat täynnä hammasvalaita, jotka kilpailivat rajoitetusta ruoasta. Kehitettyään työkalun ja maun muunlaisia saalistoja varten, paalenvalas - joka tunnetaan yhdessä nimellä mysticetes - jakautui lopulta 12 tai useampaan lajiin, mukaan lukien sinivalas, suurin koskaan elänyt eläin, sekä kourut, harmaat ja oikeat valaat. Ja ainakin siihen asti, kun amerikkalaiset kaupalliset valaanpyyjät aloittivat taistelua noin 200 vuotta sitten, nämä suhteellisen passiiviset syöttölaitteet, jotka heittävät pieniä merieläimiä tonnilta, toimivat vain hyvin.
”Baleen muutti kaiken”, Werth sanoo. "Ja kuitenkin ymmärryksemme tämän anatomian näkökohdista on edelleen kudoksen ohut." Monet tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että suodatinsyöttö löysi perustaa oligoseenissa (33, 9 - 23 miljoonaa vuotta sitten), koska muutokset eteläisen valtameren virtauksissa toivat massiivisen planktonikukinnan - uuden uuden valmisruoan lähde. (Mielenkiintoista, että eläimet eivät aloittaneet jättiläisinä. Uusi, toukokuussa 2017 julkaistu raportti viittaa siihen, että heidän jättiläisyytensä tulivat myöhemmin, ehkä kolme miljoonaa vuotta sitten, kun saalista tuli tiiviimmin pakattua, mutta hajanaisempaa - voimakkaiden ravintoaineiden aiheuttamien kohoamisten seurauksena. Tämä ruokailutyyliä suositut valaat, jotka pystyivät molemmat syömään ja olivat riittävän tilaa vieviä kulkemaan kauas laastarien välillä - baleenvalaat kasvoivat vastaamaan haasteeseen.)
Baleenvalaiden arvioitu saapumisaika on se, missä tutkijoiden keskuudessa loppuu. Harvat ovat Werthin mukaan yhtä mieltä vaiheista, joilla suodatusjärjestelmä kehittyi valaissa, kuinka välimuodot syövät (todennäköisesti imulla, viimeisimmän fossiilitutkimuksen mukaan), tai jopa kuinka [baleeni] toimii voimien ja virtausten kanssa meri.”
Mutta vaikka jotkut valaiden syvästä menneisyydestä hämmentyvät edelleen, tutkijat ovat tänään löytäneet odottamattoman selkeyden lähteen, yksityiskohtaisen aarrekartan, joka on piilotettu baleenin sisälle . Keratiiniin liittyvät tiedot, joko proteiinissa tai sen vieressä, sisältävät kemiallisia aikaleimoja ja tietoja valaiden terveydestä, liikkeistä ja lisääntymisestä. "Tuntuu kuin nämä eläimet olisivat pitäneet päiväkirjaa, ja yhtäkkiä voimme nähdä, mitä he ovat kirjoittaneet", sanoo endokrinologi Kathleen Hunt Pohjois-Arizonan yliopistosta. Ja baleenista avautuva kertomus voisi kertoa valaiden suojelusta aivan uusilla tavoilla.
Kuinka valaat saivat hypyn hammasten käytöstä baleeniin? Australialaisten museoiden ja Monashin yliopiston tutkijat 25 miljoonan vuoden fossiilisen valaan Alfredin avulla tuovat sinulle viimeisimmän tieteen.
Werthin laboratorio Hampden-Sydney Collegessa Virginiassa, jossa hän opiskelee baleen hydromekaniikkaa, haisee hieman valaalta. Baleenia on kaikkialla: pitkät kuivatut säleet sijaitsevat hyllyillä; muovista käärittyjen pitkien, kapeiden levyjen siru, niiden kumiset päät on himmennetty säilöntäaineeseen, nojaa nurkkaan. Ja sitten aulassa on 160 kiloa tuoretta baleenia tiiviisti suljettuissa tynnyreissä, jotka saapuivat juuri yhteistyökumppaneilta Alaskaan.
Vanha baleeni halkeilee kuin kynnet, mikä paljastaa sen rakenteen: Jokainen kaareva levy on kaksi litteää keratiinikerrosta, joissa on rivit tubuluksia, kuten tiukasti valssatun lounaslihan pienoiskelat, jotka on sijoitettu väliin. Valaan massiivinen kieli ja sen saaliin pesu sisään ja ulos hiertävät materiaalia, vapauttaen eräänlaisen reunan reunoista - mitä Aristoteles veti ”karjan harjaksiin”. Näiden lankojen karkeus, samoin kuin niiden koko, muoto ja lukumäärä Baleen-levyt, riippuu lajista, ja juuri tämä karvainen juttu erottaa ruoat jokaisesta suolaisesta merivedestä.
Suodatinsyöttö on saattanut antaa mysteicetes tielle miljoonia vuosia sitten, mutta valtameret ovat muuttumassa nopeasti, etenkin alueilla, jotka ovat olleet Chockablockin kanssa merijäällä. Werth sanoo, että tällä "voi olla vakavia vaikutuksia jopa mukautuvimpiin merieläimiin".
Harkitse keulavalasta. Tyylikäs musta nisäkäs valkoisella sielulaastarilla, kotoisin maapallon tyylikkäimmistä vesistä, on ympäristömuutoksen keskipiste. Se viettää koko elämänsä arktisella alueella, liikkuessa kausittain pakkausjään reunan kanssa muodostuessaan ja vetäytyessään. Ruokkien melkein kahdella tonnilla tuoretta eläinplanktonia päivittäin, keulapäät kasvavat suuriksi, noin 18 metriksi ja elävät pitkiksi, 100 vuotta ylöspäin - mahdollisesti pisin muista nykyisistä nisäkkäistä.
Baleenitutkijalle laji on puhdasta kultaa. Siinä on enemmän ja pidempiä baleenilevyjä (enintään 350 sivua kohti neljä metriä kappaleelta) kuin missään muussa valas, mukaan lukien gargantuan sininen. Monet alkuperäiskansojen Alaskans-maat, jotka metsästävät laillisesti kuminauhoja, jakavat baleenin tutkijoiden kanssa, mikä Werthin tynnyreitä salissa. Valaiden nauhoitusverkot tarjoavat toisen lähteen. Vanhemmat näytteet, jotka palaavat 1800-luvun puolivälin valaanpyyntiretkille, keräävät pölyä museoiden säilytyskaappeihin ja yksityisiin kokoelmiin, kypsiä tutkittavaksi.
Kathleen Hunt, kuten Werth, hyödyntää tätä resurssia. Viime kädessä hän haluaa tietää kuinka keulapäät selviävät ihmisten kasvavista vaikutuksista ympäristöönsä. Jää sulava avaa arktisen alueen lisää liikennettä, seismisiä etsintöjä, öljyn ja kaasun kehittämistä sekä kalastusta. Merinisäkkäiden kohdalla tämä tarkoittaa enemmän aluslakkoja, enemmän takertuvia kalaverkkoihin ja lisää melua. ”Onko he stressaantuneita? Vaikuttaako ihmisen toiminta heidän lisääntymiseen? ”Hän kysyy. Kukaan ei tiedä.
Tutkija tuli baleen tietolähteeksi epätoivossa. Hän tiesi, että hormonit pystyivät vastaamaan moniin hänen kysymyksiinsä, mutta valaita on tunnetusti vaikea tutkia, vähemmän näytteitä. "Et voi koskaan saada kiinni eläimestäsi", Hunt sanoo. "Valasta ei ole rauhoittavaa tai palautettavaa takaisin laboratorioon."
Siniset valaat, maapallon suurimpia eläimiä, käyttävät baleeniaan ruokkimiseen joillekin valtameren pienimmistä eläimistä. Oregonin osavaltion yliopisto on kuvannut tämän drone-toiminnon. Video: GEMM Lab, Oregon State University
Yksi voi, jos se on erittäin motivoitunutta ja vielä kärsivällisempää, kerätä ulosteita, iho- ja punnitusnäytteitä ja jopa hengityshöyryä valaan puhallusaukosta. Mutta nämä tarjoavat vain valokuvia yhdestä ajankohdasta. Hunt halusi laajemman kattavuuden. Earwax-tulpat antavat lisätietoja, mutta se ei ole kovin tarkka, ja tulppien on vaikea erottaa ehjät kalvosta, joten tarvikkeita on rajoitetusti.
Metsästyksen jälkeen “[lepattu] ympäri kakkuun ja räjäytä” noin 13 vuotta, kollega ehdotti baleenia. Loppujen lopuksi hiukset, sorkat, sarvet, kynnet ja muut selkärankaisten rakenteet, jotka on myös tehty keratiinista, sisältävät kaikenlaista tietoa, mukaan lukien hormonitoimintaa koskevat tiedot monista rauhasista, jotka lähettävät hormoneja kehon läpi.
Osoittautuu, että baleenissa on sama tieto, ja se voidaan ottaa porattuista, jauhettuista näytteistä. Koska levyt kasvavat koko eläimen elämän ajan, ne vangitsevat jatkuvasti hormonaalisia signaaleja - lisämunuaisten, sukurauhasten ja kilpirauhanen. "Emme voi saada tietoja paitsi uudesta [baleenin] osasta, myös pienestä osasta, joka on raivonnut meren alla kymmeniä tai enemmän vuosia", Hunt sanoo. Lautanen hajoaa toisessa päässä kasvaessaan toisessa päässä, joten se edustaa viipaletta elämää - joskus 15 vuoden arvoista.
Metsästys kokosi paljon valaiden lisääntymistä tutkimalla kahden naispuolisen Pohjois-Atlantin oikean valan, Stumpyn ja Staccato, baleenia, joita tutkijat olivat tarkkailleet Uudessa Englannissa 1970-luvulta lähtien. Hyvä osa valaiden elämähistoriasta, mukaan lukien poikimismenestykset, dokumentoitiin hyvin, ja sen ansiosta Hunti luoda aikataulun jokaiselle - aina kuolemaan saakka (molemmat kuolivat laivan iskuissa, yksi heistä oli tuolloin raskaana). Koska tutkijat ovat laskeneet baleenin arvioidun kasvunopeuden - niin paljon aikaa senttimetriä kohden -, Hunt voisi rinnastaa baleenista uutetut hormonitiedot valaan kokemuksiin sen elämän aikana, mikä viittaa tärkeisiin korrelaatioihin.
"Astrus, kuten estrus-syklit ja sukupuolikypsyyden ikä, raskausasteet, nämä ovat todella musta laatikko tutkijoille", Hunt sanoo, mutta nyt baleenin kanssa voi olla mahdollista salata ne. Hän löysi selkeät mallit progesteronista (se on ”huutavan korkea” raskauden aikana), jotka ovat kumppaneina stressi- hormonin kortisolin ylä- ja alamäissä. Hänen mukaansa kilpirauhashormonit voisivat paljastaa, jos eläin nälkää (valaat saattavat “vähentää” metabolisen nopeutensa energian säästämiseksi), kun taas aldosteronin piikki, jota käytetään veden säästämiseen, näkyy muissa eläimissä stressin merkkinä. joten signaali voi olla sama valaissa.
Hunt uskoo, että sellaisten tietojen, jotka voidaan päällystää ympäristötietoihin, kuten meren lämpötiloihin, avulla avataan portaali monimutkaisemmista mysteereistä. ”Miksi naaraat eivät jalosta tällä alueella, mutta ovat tällä alueella?”, Hän kysyy esimerkkinä. ”Onko se ravitsemusongelma? Menettääkö naaraat vasikoita vai jääkö vain raskaaksi? ”Oikea datapisteyhdistelmä voisi tarjota vastauksia.
Lisäksi korrelaatioiden löytäminen esimerkiksi stressihormonien muutosten ja lisääntymismenestyksen välillä voi olla todella hyödyllinen päätöksenteossa, hän sanoo. Ja suuressa kuvassa on ilmastonmuutoksen vaikutuksia. "Se on tietenkin polttava kysymys", Hunt sanoo, ja toistaiseksi tutkijoilla ei ole aavistustakaan, mitkä nämä vaikutukset ovat valaille. Ehkä kun valaan saalista muuttuu vastauksena valtameren lämpötilan nousuun, biologit näkevät valaiden ravitsemusrasitukset, jotka liittyvät muutokseen tai vähentyneeseen määrään ruokaa. Metsästys olettaa, että tällainen vaikutus voitaisiin poistaa kilpirauhasen ja muista tiedoista.
Se, mitä Hunt on aloittanut, näyttää valmista pitävän kannet monissa mustissa laatikoissa lähitulevaisuudessa.
Samalla hormonit eivät ole ainoita kemiallisia aarteita, jotka ovat loukussa baleenissa. Kuten Hunt, myös Smithsonian instituution Alyson Fleming poimii muuten näkymätöntä tietoa valaiden suusta.
Biologinen valtameri-tutkija on käsitellyt satoja baleeninäytteitä tutkimuksissaan vakaista isotoopeista - alkuaineista, mukaan lukien hiili ja typpi, joilla on ennustettavissa olevat ”allekirjoitukset” suhteessa niiden massaan. Esimerkiksi yhdessä hiilimuodossa on enemmän neutroneja kuin toisessa, joten se on raskaampi ja reagoi eri tavoin kemiallisissa ja fysikaalisissa prosesseissa. Flemingille on hyödyllistä, että nämä elementit voivat toimia ympäristön eri näkökohtien jäljittäjinä, mukaan lukien vaeltavan valan sen maantieteellinen sijainti ja trooppinen taso (sijainti ravintoverkossa) siitä, mitä valas on syönyt.
Ota jousipäitä. Nämä valaat vaeltavat kausiluonteisesti Beaufortin ja Beringin merien välillä, ja nämä valtameret ja niissä elävät eläimet eroavat isotooppisesti toisistaan. Se johtuu osittain siitä, että Beaufort saa makeaa vettä jokijärjestelmistä, ja makealla vedellä on erityinen isotooppinen allekirjoitus, joka näkyy euphausiideissa, kuten krillissä, ja tukemiensa pompien kanssa.
Niiden saalistajien ravitsemat valaat käyttävät happea, hiiltä ja typpeä luun ja paleen rakentamiseen. Ja hyödyllisesti, näiden elementtien suhteet heijastavat valtamerta, jota valaat syövät kasvuaikana. Näytteet koko baleenilevyä pitkin massaspektrometrialla paljastavat isotooppimarkkerit ajan myötä, mukaan lukien siirtyminen yhdestä valtamerestä toiseen. Koska tutkijat tietävät näiden valtamerten välisten muuttoliikkeiden yleisen ajoituksen ja voivat käyttää sitä isotooppitietojen lisäksi baleenin kasvunopeuden mittaamiseen, levyt tarjoavat eräänlaisen aikaleimatun kartan valaan matkalle, mukaan lukien, missä se viipyy ruokkimaan pitkin tapa.
Tarkemmin sanottuna Fleming selittää, että hiili-isotooppisuhteet voidaan korreloida sekä kasviplanktonin määrän että kasvunopeuden kanssa - ajoa aiheuttava fotosynteettinen elämä meren ravintoketjun juuressa. "Joten tämä on yksi karkea tapa arvioida, kuinka paljon tuottavuutta siellä on" - joka lopulta muuntuu energiaksi, jota on saatavana suodattaville valaille.
Jotkut Flemingin teoksista voisivat vain ehdottaa, mitä lajeja ympäristömuutos uhkaa eniten, hän sanoo. ”Aikaisemmin teimme rumpuprojektia ihonäytteillä tarkastellessamme 20 vuoden ajan ravintoa Kalifornian ulkopuolella. Selvisimme, että nämä eläimet olivat erittäin joustavia - he vaihtoivat saalista riippuen siitä, mitä oli runsaasti. ”Rypyt voivat olla kekseliäitä, hän sanoo, “ mutta entä kuminauhat? Paale voi auttaa vastaamaan tähän ”, antaa johtajille työkalun päättää, mihin ne keskittyvät.
Lopulta Fleming, Hunt ja muut baleenitutkijat saattavat pystyä pidentämään aikataulujaan molempiin suuntiin. Yhdessä päässä on tuoreita näytteitä luonto- ja laillisesti metsästetyistä valaista, jotka tarjoavat nykyaikaisen valaiden elämän. Toinen pää sijaitsee vanhan baleenissa: materiaalia käytettiin jo 1500-luvulla koruissa, laatikoissa, kammissa, kenkäkorissa ja muissa tuotteissa. "Yritämme käyttää vähiten arvokkaita näytteitä ennen kuin kaivaamme harvinaisia asioita, emmekä vielä tiedä, pitävätkö hormonit ja muut kemikaalit kestämään niin kauan", Hunt sanoo. "Mutta toivon, että saan kaiken yhdistää, seurata pahan kehitystä erittäin pitkän ajanjakson ajan."
Baleen-pohjainen tutkimus on alkuvaiheessaan. Muut tutkijat ovat ilmoittaneet ruokavalion päällekkäisyydestä lajien välillä (on hyödyllistä tietää, kilpailevatko eläimet samasta saalista, varsinkin jos saalis vähenee) ja elohopeaaltistumisesta, ja tietokanta kasvaa jatkuvasti. On selvää, että yhteistyöllä muiden tietojen kerääjien kanssa - valaan elämän henkilökohtaisten, fyysisten ja ympäristötietojen päällekkäisyydessä - on valtava säilymispotentiaali. Tutkijoiden mukaan tähän erikoiseen anatomiaan on puristettu erittäin suuri kuva, joka sisältää monimutkaiset yhteydet ekosysteemien tuottavuuden, stressin, lisääntymisen ja jopa ihmisen jalanjäljen välillä näillä syrjäisillä elinympäristöillä.
Tutkijat toivovat, että aikataulujen laatiminen ja linkkien löytäminen voi viime kädessä antaa tiedon villieläinten johtajille ja päätöksentekijöille. Se on ylämäkeen menevä taistelu, koska monet valaiden lajit eivät ole koskaan toipuneet kaupallisen valaanpyynnin historiallisesta teurastuksesta - yhden Etelämantereen siniset valaat pitävät vain yhden prosentin hyväksikäytön esotasosta. Mutta lajit eivät ole kaikki samassa veneessä. Kansainvälisen luonnonsuojeluliiton mukaan vaikka Pohjois-Atlantin ja Pohjois-Tyynenmeren oikeat valaat ovat uhattuna, joidenkin rintakeiden, eteläisten oikeiden valaiden ja harmaan valaiden populaatioita pidetään "vähiten huolestuttavina".
Toistaiseksi joka tapauksessa. Tämän päivän valaat viholliset lisääntyvät nopeammin kuin heidän elämäänsä koskevat tiedot voidaan koota. Laivalakot ja kalastusvälineiden takertumat ovat yleinen vihollisen numero yksi. Luonnonsuojelijat ovat myös huolissaan melusta, lämpenemislämpötiloista ja sen monista vaikutuksista, altistumisesta saastuneille vesille ja valtamerten happamoitumisesta. Nämä uhat, etenkin yhdessä, on erittäin vaikea ilmaista määrällisesti.
Mutta kun tutkijat porautuvat edelleen baleenin molekyylikassun varaan, he löytävät epäilemättä uusia tapoja käyttää menneisyyden ja nykyhetken tietoja tulevaisuuden suunnittelussa. Paalanvalan erikoinen virne osoittautuu täynnä yllätyksiä.
Aiheeseen liittyviä tarinoita Hakai-lehdestä:
- Elämä HMCS Annapolisin hylkyllä
- Sub Marine: Asiat, joita me uppoamme
- Stefan Drzewiecki, sukellusvenekaari
