En studie av MBARI-forskare och deras medarbetare publicerad idag i Ecology Letters kastar nytt ljus över mystiska, hotade blåvalars rörelser. Forskargruppen använde en riktad hydrofon på MBARI:s undervattensobservatorium, integrerad med andra avancerade teknologier, för att lyssna efter blåvalens blomstrande vokaliseringar. De använde dessa ljud för att spåra blåvalarnas rörelser och lärde sig att dessa havsjättar reagerar på förändringar i vinden.

Längs Kaliforniens centrala kust ger våren och sommaren kustnära uppväxt. Från mars till juli pressar säsongsvindar det översta vattenlagret ut till havet, vilket gör att det kalla vattnet nedanför kan stiga till ytan. Det svalare, näringsrika vattnet ger bränsle till blomningar av små växtplankton, och startar näringsväven i Monterey Bay, från små räkorliknande krill hela vägen till jättevalar. När vindarna skapar en uppväxande händelse söker blåvalar sig till plymer av kallare vatten, där krill är vanligast. När uppströmningen upphör, flyttar valarna till havs till en livsmiljö som genomskärs av farleder.

"Denna forskning och dess underliggande teknologier öppnar nya fönster in i den komplexa och vackra ekologin hos dessa hotade valar", säger John Ryan, en biologisk oceanograf vid MBARI och huvudförfattare till denna studie. "Dessa resultat visar en ny resurs för chefer som söker sätt att bättre skydda blåvalar och andra arter."

Riktningshydrofonen är en specialiserad undervattensmikrofon som spelar in ljud och identifierar riktningen från vilken de kommer. För att använda denna teknik för att studera blåvalsrörelser behövde forskare bekräfta att hydrofonen spårade valar på ett tillförlitligt sätt. Detta innebar att de akustiska lagren skulle matchas med en ropande val som spårades av GPS. Med förtroende för de etablerade akustiska metoderna undersökte forskargruppen två års akustisk spårning av den regionala blåvalspopulationen.

Denna studie byggde på tidigare forskning ledd av MBARI Senior Scientist Kelly Benoit-Bird, som avslöjade att svärmar av foderarter - ansjovis och krill - reagerade på kustnära uppvallningar. Den här gången kombinerade forskare satellit- och förtöjningsdata för uppströmningsförhållanden och ekolodsdata om krillaggregationer med de akustiska spåren från födosökande blåvalar som loggats av den riktade hydrofonen.

"Tidigare arbete av MBARI-teamet fann att när kustuppströmningen var som starkast, bildade ansjovis och krill täta svärmar i uppströmmande plymer. Nu har vi lärt oss att blåvalar spårar dessa dynamiska plymer, där rikliga matresurser finns tillgängliga", förklarade Ryan.

Blåvalar känner igen när vinden förändrar deras habitat och identifierar platser där uppströmning samlar sin nödvändiga föda - krill. För ett massivt djur som väger upp till 165 ton är det en fråga om överlevnad att hitta dessa täta sammanslagningar.

Medan forskare länge har insett att blåvalar säsongsmässigt ockuperar Monterey Bay under uppväxtsäsongen, har denna forskning visat att valarna noga följer uppväxtprocessen på en mycket fin skala av både utrymme (kilometer) och tid (dagar till veckor).

"Att spåra många individuella vilda djur samtidigt är utmanande i alla ekosystem. Detta är särskilt svårt i det öppna havet, som ofta är ogenomskinligt för oss som mänskliga observatörer", säger William Oestreich, tidigare doktorand vid Stanford Universitys Hopkins Marine Station och nu en postdoktor vid MBARI.

"Integration av teknologier för att mäta dessa valars ljud möjliggjorde denna viktiga upptäckt om hur grupper av rovdjur hittar mat i ett dynamiskt hav. Vi är glada över de framtida upptäckter vi kan göra genom att avlyssna blåvalar och andra bullriga havsdjur."

Bakgrund

Blåvalar (Balaenoptera musculus) är de största djuren på jorden, men trots sin stora storlek har forskarna fortfarande många obesvarade frågor om deras biologi och ekologi. Dessa milda jättar samlas säsongsvis i Monterey Bay-regionen för att livnära sig på små räkliknande kräftdjur som kallas krill.

Blåvalar är svårfångade djur. De kan resa stora sträckor under vattnet mycket snabbt, vilket gör dem utmanande att spåra. MBARI-forskare och samarbetspartners använde en ny teknik för att spåra blåvalar – ljud.

MBARI:s MARS (Monterey Accelerated Research System)-observatorium erbjuder en plattform för att studera havet på nya sätt. Under 2015 installerade MBARI-forskare en hydrofon, eller undervattensmikrofon, på observatoriet. Massan av akustiska data från hydrofonen har gett viktiga insikter i havets ljudlandskap, från blåvalarnas migrerande och matande beteenden till påverkan av buller från mänskliga aktiviteter.

Under 2019 installerade MBARI och Naval Postgraduate School en andra hydrofon på observatoriet. Den riktade hydrofonen anger riktningen från vilken ett ljud härstammar. Denna information kan avslöja rumsliga mönster för ljud under vattnet, vilket identifierar var ljuden kom ifrån. Genom att spåra blåvalarnas B-rop – den mest kraftfulla och vanligaste rösten bland den regionala blåvalpopulationen – kunde forskare följa individuella valars rörelser när de letade i regionen.

Forskare jämförde den riktade hydrofonens inspelningar med data som loggats av taggar som forskare från Stanford University tidigare hade utplacerat på blåvalar. Att validera denna nya akustiska spårningsmetod öppnar nya möjligheter för att samtidigt logga flera valars rörelser. Det kan också möjliggöra djurburen märkningsforskning genom att hjälpa forskare att hitta valar att märka.

"Den integrerade svit av teknologier som visas i denna artikel representerar ett transformativt verktygspaket för tvärvetenskaplig forskning och mesoskala ekosystemövervakning som kan användas i skala i skyddade marina livsmiljöer. Detta är en spelförändring och tar både valarbiologi och biologisk oceanografi till nästa nivå ," sa Jeremy Goldbogen, docent vid Stanford Universitys Hopkins Marine Station och medförfattare till studien.

Denna nya metodik har implikationer inte bara för att förstå hur valar interagerar med sin miljö och varandra utan också för att främja förvaltning och bevarande.

Trots skydd är blåvalar fortfarande utrotningshotade, främst på grund av risken för kollisioner med fartyg. Denna studie visade att blåvalar i Monterey Bay National Marine Sanctuary regelbundet ockuperar livsmiljöer som genomskärs av farleder. Akustisk spårning av valar kan ge information i realtid för resursförvaltare för att minska risken, till exempel genom minskning av fartygets hastighet eller omdirigering under kritiska perioder.

"Den här typen av integrerade verktyg skulle kunna göra det möjligt för oss att rumsligt och temporärt övervaka, och så småningom till och med förutsäga, efemära biologiska hotspots. Detta lovar att bli en vattendelare i den adaptiva hanteringen av risker för skyddade och hotade arter", säger Brandon Southall, president och senior forskare för Southall Environmental Associates Inc. och medförfattare till forskningsstudien. + Utforska vidare

Ljud ger ny insikt om blåvalars liv