Farzaneh Mansouris framtida datainsamlare cruisar runt hav över hela världen, efter blomningar av produktivitet och ackumulerande decennier av information – allt i öronvaxet. Mansouri, en miljöforskare vid Baylor University i Waco, Texas, studerar vax "öronproppar" som byggts upp under åren i slutna valhörselgångar. öronpropparna, enligt hennes upptäckter, tillhandahålla register över djurens rörelser och dieter under loppet av deras långa liv.

Valar är kända som havsvakter – de enorma däggdjuren kan berätta för forskare värdefull information om havsmiljön – men är mycket svåra att studera, sa Sascha Usenko, en miljökemist och senior forskare med Mansouris projekt, som också arbetar på Baylor University.

Mansouri, Usenko och deras kollegor har hittat ett nytt sätt att komma åt den informationen:analysera valöronproppar, insamlat från döda valar under de senaste decennierna och bevarat som enkla konstigheter i museiförråd runt om i världen. Forskarna upptäckte att lagren i valöronproppar innehåller tidsspecifika lager av stabila kol- och kväveisotoper. Dessa isotoper kan visa var valarna reste och vad de livnärde sig på under decennier. Mansouri presenterade resultatet av sitt arbete tidigare i veckan vid 2017 American Geophysical Union Fall Meeting i New Orleans.

"Denna forskning, i sin egen rätt, förändrar vår förståelse av födosöksbeteende, sa Usenko.

Den nya forskningen ger också forskare insikt i tidigare havsförhållanden.

"Den här typen av långsiktiga databaser är omöjliga att få för de flesta djur, sa Michael Polito, en ekolog från Louisiana State University i Baton Rouge som inte var involverad i Mansouris forskning. "Det är ett fantastiskt rekord."

En grundlig skiva

Valar som puckelryggar, fenor, blues och minkes är migrerande. Varje sommar simmar de mot sina polära matplatser och utsöndrar ljust öronvax. Mörkfärgat vax markerar deras resor till varmare, mer ekvatoriala häckningsplatser på vintern. Få djur är så långlivade och breda.

Allt eftersom åren går, dessa mörka och ljusa lager avgränsar valens rörelser genom världshaven. Forskare i början av 1900-talet upptäckte att de kunde läsa dessa lager som trädringar, räknar en vals ålder i öronvaxet, men gick inte längre.

"Det är som en sedimentkärna, eller en iskärna, " sa Mansouri. Och moderna forskare känner till kärnprover, oavsett om de kommer från rev, glaciärer eller till och med träd, kan skydda enorma mängder information. Forskarna bestämde sig för att gräva i.

De tog prov på 20 öronproppar från flera valarter i Atlanten och Stilla havet, förvärvar några från Smithsonian Institution National Museum of Natural History i Washington, D.C. (som har lagrat över tusen valöronproppar i mer än femtio år) och andra från Natural History Museum i London.

Forskarna separerade varje känsligt lager av öronvax, gjord av en organisk matris av lipider, vaxer, och keratin. De pudrade öronvaxet och analyserade förhållandena mellan olika kol- och kväveisotoper i lipiderna. Isotopförhållandena inom lagren av en viss vals öronpropp kan användas som en tidslinje, visar stabilitet eller variation under åren av en vals liv. Kol-13-koncentrationer är kända för att minska med högre breddgrader, så profilerna för den isotopen kan avslöja hur långt bort från ekvatorn en viss val kan ha rest från år till år.

Koncentrationerna av kväve-15 stiger när du går uppåt i näringskedjan, så deras profiler kunde avslöja valarnas kostförändringar från år till år. Till exempel, om valar livnärde sig på plankton, deras kväve-15 nivåer bör vara lägre än år då de livnärde sig på planktonätande fisk.

Några av öronpropparna som forskarna studerade avslöjade relativt stabila isotopkoncentrationer för både kol och kväve, vilket indikerar att valarna sannolikt slukade ner samma typer av mat i samma områden under många decennier.

Vissa, dock, hade mindre enkla mönster av isotopkoncentration. Mansouri undrade om gruppen valar vars nivåer av kol-13 minskade stadigt under flera decennier kan ha drivits norrut över tid av en ökning av den globala båttrafiken eller värmande havstemperaturer.

Stabilt innehåll av kväve-15 över tiden tydde på att vissa valar sannolikt livnärde sig på samma typ av föda (blåvalar, till exempel, specialiserar sig på havsplankton som kallas krill), men med mycket mer variation i deras kol-13, de måste ha rest mer för att hitta sin mat, sa Mansouri.

Djupare in i lagren

Mansouri och teamet tror att deras resultat bara är toppen av öronvaxet.

Mansouri och Usenko är entusiastiska över möjligheten att matcha mönster i kol-13- och kväve-15-isotoper med andra händelser som kan registreras antingen i historien eller till andra typer av data som samlats in från valexemplar.

Hormoner, till exempel, kan indikera stressiga perioder i valarnas liv. Att kartlägga förekomsten av stress vid sidan av de särskilt varierande perioderna under en viss vals livslängd kan visa en tydligare bild av dess orsaker till att byta födokälla eller plats. Föroreningsnivåer, för, kan förtydliga några av isotopmönstren, enligt forskarna. Världskrig, närvaron och frånvaron av kraftig valfångst och ökat buller i haven under de senaste 250 åren representerar några av de dramatiska oceaniska förändringarna som potentiellt är kodade i öronvaxmassan begravd djupt inuti en vals skalle, sa Usenko.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.