» » Киты могут страдать от шума морских судов

Киты могут страдать от шума морских судов


Киты могут страдать от шума морских судов
Североатлантические гладкие киты Eubalaena glacialis. Изображение с сайта www.constantinealexander.net

Гладкие киты активно используют акустическую коммуникацию, причем их звуки могут распространяться в океанических водах на сотни километров. Низкочастотный шум от больших коммерческих судов создает существенные помехи китам, так как лежит в том же частотном диапазоне. Американские ученые показали, что интенсивность морского трафика коррелирует с уровнем стероидных гормонов в организме китов, который является индикатором уровня стресса.

Известно, что звук распространяется с гораздо большей скоростью в воде (около 1300 м/с), чем в воздухе (около 340 м/с). В последние годы ученые стали часто затрагивать тему океанического шума и его влияния на морских животных. Чем обусловлен акустический шум в океане? С одной стороны, природными геофизическими и биологическими факторами, такими как вызываемые ветром волны, землетрясения, осадки, растрескивание льдов, а также коммуникационные звуки животных. С другой стороны, шумы в большой мере — результат человеческой деятельности, такой как коммерческое судоходство, геофизические исследования, разработка нефтяных месторождений, работы по углублению дна и т. д. Исследования, проведенные еще в 60-е годы XX столетия, показали, что наибольший вклад в океанический шум вносят вызываемые ветром волны (звуковые частоты выше нескольких сотен герц) и коммерческое судоходство (менее нескольких сотен герц). Поскольку коммуникационные звуки морских животных лежат именно в области низких частот (20–200 Гц), то логично предположить, что шум, генерируемый крупными судами, может создавать большие помехи для животных и негативно сказываться на их существовании.

Недавно ученые попытались исследовать, есть ли зависимость между океаническим шумом и коммерческим судоходством за последние 60 лет. Именно за такой промежуток времени проводились относительно регулярные измерения океанического шума. На рис. 1, приведенном из статьи Джорджа Фриска из Флоридского Атлантического университета, очень хорошо видно, что уровень шумов, вызванный коммерческим судоходством, неуклонно рос, тогда как уровень биологических шумов оставался на одном уровне. Любопытно, что эти данные получены в северо-восточной части Тихого океана — там, где судоходный трафик считается относительно низким.


Киты могут страдать от шума морских судов

Киты могут страдать от шума морских судов

Рис. 1. Уровень океанического шума, измеренного в период с 1950-го по 2007 год. Желтые столбики соответствуют уровню естественного/биологического шума, красные столбики — уровню шума, вызываемого коммерческим судоходством. Данные по северо-восточной части Тихого океана. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Report


Оказалось, что за последние 60 лет также выросли число коммерческих судов и валовая вместимость судна (рис. 2), причем между этими показателями и океаническими шумами нашли высокую корреляцию. Таким образом, в период с 1950-го по 2007 год уровень океанического шума поднимался примерно на 3,3 дБ в год во многом благодаря развитию коммерческого судоходства.


Киты могут страдать от шума морских судов

Рис. 2. Валовая вместимость судов (левая вертикальная ось, красная линия) и число коммерческих судов (правая вертикальная ось, голубая линия) в период с 1948-го по 2008 год. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Report


Возникает вопрос: а как же всё-таки шум от проходящих судов может сказываться на морских животных? Американские ученые из Бостонского аквариума и нескольких университетов США провели комплексное исследование на североатлантических гладких китах Eubalaena glacialis в заливе Фанди (Bay of Fundy), омывающем восточное побережье Канады и США (рис. 3). Этот кит находится под угрозой исчезновения, так как в последние столетия колонисты нещадно охотились на него, в результате чего в наши дни поголовье этих китов оценивают примерно в 300 особей. Поскольку мониторинг этого вида китов ведется с 1960-х годов, ученые накопили немало данных по формам изменения поведения китов в условиях повышенных шумов, вызываемых судоходством. Например, киты меняют не просто излюбленные места скоплений, но и тактику вокализации, и даже параметры своих сигналов. Они могут менять несущую частоту звука, чтобы «отстроиться» от судоходных шумов, или могут пережидать, когда стихнет шум, и издавать сигналы с другими интервалами.


Киты могут страдать от шума морских судов

Рис. 3. Морской торговый путь и область концентрации североатлантических гладких китов (отмечена прямоугольником) в заливе Фанди. Рисунок из обсуждаемой статьи в Proceedings of Royal Society B


Террористические акты, произошедшие в США 11 сентября 2001 года, способствовали незапланированным исследованиям на гладких китах. Дело в том, что сразу после этих мировых катастроф (далее они будут именоваться 9/11) почти прекратилось судоходство осенью в заливе Фанди. В 2002 году оно возобновилось, поэтому можно было сравнить состояние китов при разном уровне судоходства. Ученые решили проанализировать не акустические сигналы, а гормоны китов. Известно, что стресс приводит к повышению концентрации стероидных гормонов глюкокортикоидов в организме. Метаболиты (продукты распада) этих гормонов выводятся с калом и мочой. Показано, что уровень метаболитов глюкокортикоидов (ГК) в фекальных массах отражает уровень физиологического стресса, испытанного животным.

С июля по октябрь 2001–2005 г.г. биологи занимались таким неромантическим делом, как сбор фекальных масс гладких китов в заливе Фанди. Судя по описанию методов, собирались не только плавающие фекалии, но и выброшенные на берег, причем в поиске последних принимали участие специально обученные собаки. Фекальные массы подвергали химическому анализу и измеряли в них уровень различных гормонов. Кроме того, авторы исследовали уровень акустических шумов в августе и сентябре 2001 года, соответственно до и после 9/11, опуская гидрофон в зоне скоплений китов. Эта зона замечательным образом пересекалась с морским путем коммерческих судов (рис. 3).

Акустический анализ показал снижение акустического шума на 6 дБ после 9/11. Кроме того (что даже важнее), произошло изменение частотного спектра шума: уровень шума существенно снизился именно в низкочастотном диапазоне (ниже 150 Гц) (рис. 4). И произошло это оттого, что в течение двух дней августа по морскому пути прошло 9 больших судов, а за два дня сентября — всего три судна.


Киты могут страдать от шума морских судов

Рис. 4. Частотные спектры океанического шума, измеренного в заливе Фанди до (25, 29 августа) и после (12, 13 сентября) террористических актов 11 сентября 2001 года. Рисунок из обсуждаемой статьи в Proceedings of Royal Society B


В последующие годы ученые продолжали свои исследования в те же самые месяцы, что и в 2001 году, но различий в интенсивности судоходства уже не было. Химический анализ фекалий показал, что уровень ГК достоверно снизился в сентябре 2001 года по сравнению с августом того же года, то есть после 9/11. Зато в последующие годы наблюдался противоположный тренд: осенью уровень ГК поднимался по сравнению с летним месяцем (рис. 5). Авторы это объясняют тем, что осенью киты усиленно ухаживают за самками, а следовательно, также испытывают стресс.


Киты могут страдать от шума морских судов

Киты могут страдать от шума морских судов

Рис. 5. (a) Уровни фекальных метаболитов глюкокортикоидов (ГК) у гладких китов, измеренные в августе (серые столбики) и после 11 сентября (белые столбики) в 2001–2005 г.г. Черные линии внутри столбиков — медианы. (b) Разность между уровнями ГК после и до 11 сентября, измеренными в 2001–2005 г.г. Лишь в 2001 году (после 9/11) уровень ГК после 11 сентября снижался, в остальные годы он оставался без изменений или повышался. Рисунок из обсуждаемой статьи в Proceedings of Royal Society B


Известно, что кратковременный стресс может быть полезен для животного, так как он мобилизует энергетические ресурсы и запускает защитное поведение в случае угрозы. Но если стресс продолжается долго, он негативно сказывается на многих факторах и в первую очередь — на росте, иммунной системе и размножении. Очень жаль, что торговые морские пути не только не будут сокращаться в ближайшее время, но и, по-видимому, будут расширяться, равно как и будет повышаться валовая вместимость судов. Неужели лишь мировые катастрофы подобно 9/11 могут улучшить жизнь находящихся под угрозой вымирания китов?

Источники:
1) George Frisk. Noiseonomics: The relationship between ambient noise levels in the sea and global economic trends // Scientific Reports. 2012. 2 (437). Doi:10.1038/srep00437.
2) Rosalind M. Rolland, Susan E. Parks, Kathleen E. Hunt, Manuel Castellote, Peter J. Corkeron, Douglas P. Nowacek, Samuel K. Wasser, Scott D. Kraus. Evidence that ship noise increases stress in right whales // Proceedings of the Royal Society B. 2012. V. 279. P. 2363–2368.

Варвара Веденина


05 октябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Чечня — родина усатых китов

В Чечне в слоях возрастом 10–5,5 млн лет найдены окаменевшие кости кита. Это первое ископаемое млекопитающее, найденное на этой территории. Кита назвали вампалом — по имени благородного мифического

Волосы у кита

На фото — фрагмент подбородка горбатого кита (Megaptera novaeangliae). На шишках, покрывающих морду кита, и между ними можно заметить редкие волоски...

«Длиннокрылый» горбач

Сегодня Всемирный день защиты морских млекопитающих, или День кита — 19 февраля 1986 года вступил в силу мораторий на коммерческий китобойный промысел...

Горбатые киты против косаток

На фото — интересный вид межвидового взаимодействия: горбатый кит (Megaptera novaeangliae) мешает атаке косаток (Orcinus orca), или китов-убийц, как их часто называют, на выбранную жертву: в данном
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Эффективна ли саентология?«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыСветодиодные светильники для наружного освещенияРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаПочему мы стареем? Новая теория ученыхNASA получило новые снимки Большого красного пятна Юпитера