Súvisiaci obsah
- Video s čeľusťami ukazuje modrú veľrybu, ktorá padá na krillu
- Najstaršie veľryby Baleen doslova vysali
Keby sa obzrel cez rameno tesne pred tým, ako ho „veľká ryba“ prehltla, biblický Jonáš by mal mať závideniahodný názor. Závideniahodné, to znamená, že ak ste Alex Werth, vnútrozemský biológ, ktorý študuje kŕmnu anatómiu veľrýb. "Ach, byť Jonášom a pozerať sa na baleen v akcii zo sedadla na jazyku veľryby, " hovorí.
Baleen je veľryba bezzubého zariadenia, ktorá sa spolieha na filtrovanie potravín z mora. Stovky týchto pružných dosiek, ktoré sú vyrobené zo štruktúrneho proteínu keratínu, vyrastajú smerom dole z hornej čeľuste veľryby a sú zarovnané ako lamely žalúzií. Zasunutie dosiek do úst si vyžaduje veľkú hornú čeľusť, ktorá dáva veľrybám veľrybí druh obráteného úsmevu.
Kŕmna štruktúra sa vyvinula postupne asi pred 30 miliónmi rokov, keď boli oceány plné zubatých veľrýb, ktoré súťažili o obmedzené jedlo. Po vyvinutí nástroja a chuti pre iné druhy koristi sa veľryby bielohlavé - známe kolektívne ako mystiky - nakoniec rozdelili a rozdelili na 12 alebo viac druhov vrátane modrej veľryby, najväčšie zviera, ktoré kedy žilo, spolu s keporkakmi, šedými a pravé veľryby. A prinajmenšom dovtedy, kým americké komerčné veľryby nezačali s prenasledovaním asi pred 200 rokmi, tieto relatívne pasívne kŕmidlá, ktoré prehltávali malé morské zvieratá podľa tony, boli v poriadku.
"Baleen všetko zmenil, " hovorí Werth. "A predsa, naše chápanie aspektov tejto anatómie je stále riedke." Mnoho vedcov sa zhoduje v tom, že pri filtrovaní sa našlo základy v oligocéne (pred 33, 9 až 23 miliónmi rokov), pretože zmeny v prúdoch v južnom oceáne priniesli obrovské kvety planktónu - pripravené nové jedlo. source. (Zaujímavé je, že zvieratá nezačali ako obri. Nová správa uverejnená v máji 2017 naznačuje, že ich gigantizmus prišiel neskôr, možno pred tromi miliónmi rokov, keď sa korisť stala pevnejšie zabalenou, ale mrzutejšou - výsledkom intenzívnych výživných výrastkov. Stolovanie uprednostňovalo veľryby, ktoré dokázali kŕmiť a boli dosť objemné na to, aby cestovali ďaleko medzi miestami - veľryby bielohlavé rástli, aby dokázali čeliť tejto výzve.)
Odhadovaný čas príchodu baleenovcov je taký, že vedci končia spoločnou pôdou. Málokto súhlasí, tvrdí Werth, o krokoch, ktorými sa vyvíjal filtračný systém vo veľrybách, ako sa kŕmia medziprodukty (pravdepodobne podľa sania, podľa najnovšieho nálezu fosílnych palív), „alebo dokonca, ako [baleen] pracuje so silami a tokmi more."
Ale zatiaľ čo niektoré z veľrybej minulosti sú stále komplikované, vedci dnes objavili neočakávaný zdroj jasnosti, podrobnú mapu pokladov ukrytú vo vnútri baleenu. Informácie spojené s keratínom, buď v proteíne, alebo vedľa neho, obsahujú chemické časové pečiatky a údaje o zdraví, pohyboch a rozmnožovaní veľrýb. "Je to, akoby tieto zvieratá viedli denník, a zrazu vidíme, čo píšu, " hovorí endokrinológ Kathleen Hunt zo Severnej Arizonskej univerzity. A rozprávanie, ktoré sa rozvíja od balineja, môže informovať o ochrane veľrýb úplne novými spôsobmi.
Ako urobili veľryby skok z používania zubov na pleť? Vedci z múzeí Victoria a Monash University v Austrálii vám s pomocou Alfreda, 25-miliónročnej fosílnej veľryby, prinesú najnovšie vedecké poznatky.
Werthovo laboratórium na Hampden-Sydney College vo Virginii, kde študuje hydromechaniku baleenu, vonia trochu veľrybou. Baleen je všade: dlhé, vysušené lamely ležia na policiach; chvenie vysokých úzkych dosiek zabalených do plastu, ich gumovité konce namočené do konzervačných prostriedkov, naklonené v rohu. A potom je tu hala 160 kilogramov čerstvej baleny v tesne uzavretých sudoch, ktorá prišla od spolupracovníkov na Aljaške.
Starý baleen sa štiepi ako nechty, ktoré odhaľujú jeho štruktúru: každá zakrivená doska je dvoma plochými keratínovými vrstvami s radmi tubulov, napríklad miniatúrnymi zvitkami pevne valcovaného obedového mäsa vloženého medzi. Masívny jazyk veľryby a jej korisť sa vyplachujú dovnútra a von, obrúsia materiál a uvoľňujú okraje na okrajoch - čo Aristoteles porovnával s „štetinami ošípaných“. Hrubosť týchto vlákien, rovnako ako veľkosť, tvar a počet baleen taniere, záleží na druhu, a to sú chlpaté veci, ktoré oddeľujú jedlo od každého ústia morskej vody.
Kŕmenie filtrom mohlo mystikom poskytnúť cestu pred miliónmi rokov vpred, ale oceány prechádzajú rýchlou zmenou dnes, najmä v oblastiach, ktoré boli kedysi chockablockované s morským ľadom. Werth hovorí, že „by to mohlo mať hrozivé účinky aj na tie najviac prispôsobivé morské zvieratá“.
Zvážte veľrybu lukostreleckú. Elegantný čierny cicavec s náplastou bielej duše, pôvodom z najchladnejších vôd Zeme, je v centre zmeny životného prostredia. Celý svoj život trávi v Arktíde a sezónne sa pohybuje spolu s okrajom ľadovej vrstvy, keď sa tvorí a ustupuje. Krmivá, ktoré sa živia takmer dvomi tonami čerstvého zooplanktónu denne, narastajú do výšky asi 18 metrov a žijú dlho, až po 100 rokov - pravdepodobne najdlhšia zo všetkých moderných cicavcov.
Pre výskumníka baliónov je tento druh rýdze zlato. Má viac a dlhšie baleen taniere (až 350 na stranu na štyri metre za kus) ako ktorákoľvek iná veľryba vrátane gargantuánskej modrej. Mnoho pôvodných Aljaščanov, ktorí legálne lovia bowheads, bude zdieľať baleen s vedcami, teda Werthovými sudmi v hale. Veľrybí reťazové siete poskytujú ďalší zdroj. Staršie vzorky, ktoré sa vracajú k lovu veľrýb v polovici 18. storočia, zhromažďujú prach v múzeách na uskladnenie múzea a súkromných zbierkach, zrelé na štúdium.
Kathleen Hunt, podobne ako Werth, využíva tento zdroj. Nakoniec chce vedieť, ako sa úklony vyrovnávajú s rastúcim ľudským vplyvom na svoje životné prostredie. Topiaci sa ľad otvára Arktídu pre väčšiu lodnú dopravu, seizmické prieskumy, vývoj ropy a plynu a rybolov. V prípade morských cicavcov sa to premieta do väčšieho počtu štrajkov lodí, väčšieho zapletenia rybárskych sietí a väčšieho hluku. „Sú vystresovaní? Ovplyvňuje ich reprodukcia ľudská činnosť? “Pýta sa. Nikto nevie.
Vedec prišiel v baleenovi ako zdroj údajov v zúfalstve. Vedela, že hormóny dokážu odpovedať na mnohé z jej otázok, ale veľryby sa notoricky ťažko študujú, omnoho menej vzoriek. "Nikdy nemôžete skutočne chytiť zviera, " hovorí Hunt. "Neexistuje žiadna upokojujúca veľryba alebo jej návrat do laboratória."
Modré veľryby, najväčšie zvieratá na Zemi, používajú svoj baleen na kŕmenie niektorými z najmenších morských živočíchov. Toto zábery z dronovej akcie v zajatí zachytila Oregonská štátna univerzita. Video od GEMM Lab, Oregonská štátna univerzita
Jeden, ak je extrémne motivovaný a ešte viac trpezlivý, môže zbierať výkaly, vzorky kože a červov a dokonca dýchacie pary z nafúknutej veľryby. Tieto však ponúkajú iba snímky jedného bodu v čase. Hunt chcel širšie pokrytie. Ušné ušné sviečky určujú prírastkové údaje, ale nie sú nijako zvlášť presné a tieto sviečky sa ťažko dajú extrahovať neporušené z lebky, takže zásoby sú obmedzené.
Po tom, čo Hunt „okolo [šúpal] hovienkou a ranou“ asi 13 rokov, navrhol kolega baleen. Koniec koncov, vlasy, kopytá, rohy, nechty a iné stavovce, ktoré sú tiež vyrobené z keratínu, uchovávajú všetky informácie, vrátane endokrinných údajov z mnohých žliaz, ktoré posielajú hormóny do tela.
Ukázalo sa, že baleen domy rovnaké informácie, a to môže byť extrahovaná z vyvŕtaných, práškovaných vzoriek. Keďže doštičky rastú počas celého života zvieraťa, neustále zaznamenávajú hormonálne signály - z nadobličiek, pohlavných žliaz a štítnej žľazy. "Môžeme získať údaje nielen z novej časti [baleen], ale z kúsku, ktorý sa rachotal okolo pod morom tucet alebo viac rokov, " hovorí Hunt. Doska eroduje na jednom konci, keď rastie na druhom, takže predstavuje kúsok života - niekedy stojí za to 15 rokov.
Hunt nazbieral veľa o rozmnožovaní veľrýb štúdiom baleenu z dvoch samíc severoatlantických pravých veľrýb, Stumpy a Staccato, ktoré vedci pozorovali od novej Anglicka od 70. rokov. Dobrý kúsok životnej histórie veľrýb vrátane úspešných otelení bol dobre zdokumentovaný a umožnil Huntovi vytvoriť si časovú os pre každú z nich - celú cestu k smrti (obaja zomreli pri štrajku lode, z ktorých jeden bol v tom čase tehotný). Pretože vedci vypočítali približnú mieru rastu baleenu - toľko času na centimeter -, mohol Hunt zostaviť hormonálne údaje extrahované z baleenu so skúsenosťami veľryby v tom čase svojho života, čo naznačuje dôležité korelácie.
"Veci, ako sú cykly estrusov a vek pohlavnej dospelosti, miera tehotenstva, sú pre výskumných pracovníkov skutočne čiernou skrinkou, " hovorí Hunt, ale teraz s baleenom môže dôjsť k ich dešifrovaniu. Objavila jasné vzorce progesterónu (počas tehotenstva je „kričato vysoký“), ktoré sa spája s výkyvmi a poklesmi kortizolu stresového hormónu. Ďalej hovorí, že hormóny štítnej žľazy by mohli odhaliť, či zviera hladuje (veľryby môžu „znižovať“ svoju rýchlosť metabolizmu, aby šetrili energiu), zatiaľ čo bod v aldosteróne, ktorý sa používa na šetrenie vody, sa u iných zvierat prejavuje ako príznak stresu tak môže signalizovať to isté aj v prípade veľrýb.
Hunt verí, že takéto informácie, ktoré sa dajú prekrývať údajmi o životnom prostredí, ako sú teploty mora, otvoria portál o zložitejších záhadách. „Prečo samice v tejto oblasti chovajú, ale sú v nej?“ Pýta sa ako príklad. „Je to výživový problém? Stratia ženy teľatá alebo len ne otehotňujú? “Správna kombinácia dátových bodov by mohla poskytnúť odpovede.
Okrem toho nájdenie korelácie medzi zmenami stresových hormónov a reprodukčným úspechom môže byť napríklad pri tvorbe politiky skutočne užitočné, hovorí. A vo všeobecnom obraze sú účinky zmeny klímy. "To je, samozrejme, horúca otázka, " hovorí Hunt, a vedci zatiaľ netušia, aké budú tieto účinky pre veľryby. Možno, ako sa korisť veľrýb mení v závislosti na stúpajúcich teplotách oceánov, biológovia uvidia vo veľrybách nutričné stresy spojené so zmenou alebo znížením množstva potravy. Hunt predpokladá, že takýto účinok by sa mohol vytrhnúť z štítnej žľazy a ďalších údajov.
Zdá sa, že to, čo Hunt začal, sa v blízkej budúcnosti objaví na mnohých čiernych skrinkách.
Medzitým hormóny nie sú jediným chemickým pokladom uväzneným v baleenovi. Rovnako ako Hunt, aj Alyson Fleming z Smithsonianskej inštitúcie získava inak neviditeľné údaje z úst veľryb.
Biologický oceánograf spracoval vo svojich štúdiách so stabilnými izotopmi - prvkami vrátane uhlíka a dusíka s predpovedateľnými „podpismi“ súvisiacimi s ich hmotnosťou, stovky baleenských vzoriek. Napríklad jedna forma uhlíka má viac neutrónov ako druhá, a preto je ťažšia a reaguje chemicky a fyzikálne odlišne. Pre Fleming je užitočné, že tieto prvky môžu pôsobiť ako indikátory rôznych aspektov životného prostredia, vrátane migrujúcej veľryby, jej geografickej polohy a trofickej úrovne (poloha v potravinovom reťazci) toho, čo veľryba jedla.
Vezmite bowheads. Tieto veľryby migrujú sezónne medzi Beaufortským a Beringovým morom a tieto oceány a zvieratá v nich žijúce sa navzájom izotopicky líšia. Je to čiastočne preto, že Beaufort dostáva čerstvú vodu z riečnych systémov a sladká voda má osobitný izotopový podpis, ktorý sa objavuje v euphausiidoch, ako je krill, a copepodoch, ktoré podporuje.
Veľryby, ktoré sa živia týmito druhmi koristi, používajú kyslík, uhlík a dusík na vytváranie kostí a baleenov. Pomerne dobre pomery týchto prvkov odrážajú oceán, ktorého sa veľryby živia v čase rastu. Vzorkovanie po celej dĺžke balónovej doštičky s hmotnostnou spektrometriou odhaľuje izotopové markery v priebehu času, vrátane prechodu z jedného oceánu do druhého. Pretože vedci poznajú všeobecné načasovanie migrácie medzi týmito oceánmi a môžu použiť, že spolu s údajmi o izotopoch môžu zmerať mieru rastu baliónov, doštičky ponúkajú akúsi časovo označenú mapu výpravy veľrýb vrátane informácií o tom, kde pretrváva, aby sa kŕmili cesta.
Presnejšie povedané, Fleming vysvetľuje, že pomery izotopov uhlíka je možné korelovať tak s množstvom, ako aj s mierou rastu fytoplanktónu - unášajúcim fotosyntetickým životom v základni morského potravinového reťazca. „Je to jeden z drsných spôsobov, ako posúdiť, aká veľká je produktivita“ - čo sa nakoniec premieta do energie dostupnej pre veľryby s filtrom.
Niektoré z Flemingových prác by mohli jednoducho naznačiť, ktoré druhy sú environmentálnou zmenou najviac ohrozené. „Predtým sme robili projekt hrbáčov, pomocou vzoriek kože, pri pohľade na 20 rokov hľadania potravy mimo Kalifornie. Zistili sme, že tieto zvieratá boli veľmi flexibilné - v závislosti od toho, čo bolo hojné, zmenili korisť. “Keporkaky môžu byť vynaliezavé, hovorí, „ ale čo tak bowheads? Baleen môže pomôcť odpovedať na túto otázku, “poskytnúť manažérom nástroj na rozhodovanie o tom, kam zamerať svoje úsilie.
Nakoniec, Fleming, Hunt a iní výskumníci môžu byť schopní predĺžiť svoju časovú os v oboch smeroch. Na jednom konci sú čerstvé vzorky z uviaznutých a legálne lovených veľrýb, ktoré ponúkajú moderný pohľad na životy veľrýb. Druhý koniec spočíva v starom balóne: materiál sa používal už v 1500. rokoch v šperkoch, krabiciach, hrebeňoch, topánkach a ďalších výrobkoch. "Skúšame použiť najmenej hodnotné vzorky predtým, ako sa začneme venovať vzácnym látkam, a ešte nevieme, či sa hormóny a iné chemikálie tak dlho udržia, " hovorí Hunt. "Ale je to moja nádej, že to všetko spojím, aby som pozoroval trendy v plešivosti po veľmi dlhé časové obdobie."
Výskum založený na baleene je vo svojich začiatkoch. Iní vedci informovali o prekrývaní potravy medzi druhmi (je užitočné vedieť, či zvieratá súťažia o tú istú korisť, najmä ak táto korisť klesá) a expozícii ortuti, a množstvo informácií sa neustále rozširuje. Je zrejmé, že spolupráca s inými zhromažďovateľmi údajov - prekrývajúcimi osobné, fyzické a environmentálne údaje zo života veľryby - má obrovský potenciál na ochranu. Vedci tvrdia, že do tejto zvláštnej anatómie je vtlačený veľmi veľký obraz vrátane zložitých súvislostí medzi produktivitou ekosystému, stresom, reprodukciou a dokonca aj ľudskou stopou v týchto vzdialených biotopoch.
Vedci dúfajú, že budovanie časových harmonogramov a nájdenie prepojení môže v konečnom dôsledku informovať manažérov a tvorcov politík. Je to bitka do kopca, pretože niekoľko druhov veľrýb sa nikdy nezískalo z historického zabíjania veľrýb komerčného lovu veľrýb - antarktické modré veľryby pre jedného držia iba jedno percento úrovne pred využívaním. Ale druhy nie sú všetky na jednej lodi. Podľa Medzinárodnej únie na ochranu prírody, hoci sú veľryby severného Atlantiku a severného Tichomoria ohrozené, niektoré populácie lúhovití, veľryby južné a sivé veľryby sa považujú za „najmenej znepokojujúce“.
Zatiaľ aj tak. Dnešní nepriatelia k veľrybám sa množia rýchlejšie, ako je možné zhromaždiť údaje o ich živote. Štrajky lodí a spletence rybárskeho výstroja sú spoločným nepriateľom číslo jedna. Záchranári sa tiež obávajú hluku, teplôt otepľovania a mnohých následkov, vystavenia znečisteným vodám a okysleniu oceánov. Tieto hrozby, najmä kombinované, sú mimoriadne ťažko vyčísliteľné.
Ale ako vedci vŕtajú ďalej do Baleenovej molekulárnej pokladnice, nepochybne nájdu nové spôsoby, ako využívať údaje z minulosti a súčasnosti pri plánovaní budúcnosti. Zvláštny úsmev baleen veľryby sa ukazuje byť plný prekvapení.
Súvisiace príbehy z časopisu Hakai:
- Život na palube vraku HMCS Annapolis
- Sub Marine: Veci, ktoré potopíme
- Stefan Drzewiecki, podmorský car
