Горбатые киты исполняют разные части своих песен на разной глубине

Фото из открытых источников

Самцы горбатых китов могут петь часами без перерыва, их песни разносятся на многие километры под водой во время зимнего брачного сезона.  Исследователи десятилетиями изучали, как звучат эти песни. Однако до сих пор у них не было четкого представления о том, что именно происходит с телом кита во время пения.

Исследование возглавила Джулия Зех из Сиракузского университета, являющаяся членом лаборатории биоакустики и поведенческой экологии профессора биологии Сьюзан Паркс. Исследование выявило прямую связь между структурой песни горбатого кита и его движением в воде, связывая определенные фрагменты песни с определенными этапами погружения. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Для сбора данных Зех и ее коллеги временно прикрепили метки для записи звука и движения к поющим горбатым китам у побережья Мауи в рамках исследовательского проекта, проводившегося с 2018 по 2024 год.

Метки представляют собой небольшие, неинвазивные устройства на присосках размером примерно с планшет, которые крепятся к небольшим лодкам с помощью длинных шестов или, в последнее время, дронов. После установки метки записывали как звуки, издаваемые китом, так и его движения, пока всасывание не прекращалось, и устройство отсоединялось, позволяя исследователям извлечь его и загрузить все зафиксированные данные.

В итоге команда пометила 16 китов, что является солидной выборкой по меркам мечения и выбрано для представления более широкой популяции китов, размножающихся на Гавайях.

Некоторые из помеченных китов пели одну и ту же песню без перерыва до 16 часов, и это открытие само по себе застало команду врасплох. Но более значимым открытием стало то, что произошло со структурой песни, когда кит двигался в воде.

Повторяющиеся элементы песни, известные как темы, постоянно совпадают с определенными частями погружения. В более ранних исследованиях было замечено, что определенные темы, как правило, проявляются по мере приближения кита к поверхности, но никто до этого не связывал структуру всей песни с полным циклом погружения.

Эта связь между песней и глубиной намекает на нечто большее, чем просто совпадение. По словам Зех, музыкальные темы, исполняемые китом, когда он находился на относительно постоянной глубине у дна во время погружения, демонстрировали иной уровень изменчивости, чем темы, исполняемые в других местах.

Это позволяет предположить, что эти конкретные участки могут в большей степени формироваться под влиянием полового отбора и потенциально выступать в качестве сигналов, указывающих на индивидуальные качества самца. С другой стороны, темы, связанные с другими аспектами погружения, могут быть ограничены более практическими требованиями, такими как контроль уровня кислорода и плавучести во время пения.

«Это указывает нам направление, какие части песни следует исследовать, если нас интересует изменчивость, которая, вероятно, обусловлена ​​половым отбором», — сказала Зех.

Полученные результаты имеют и практическое значение. Акустический мониторинг уже широко используется для отслеживания популяций китов. Понимание того, как песня связана с движением, позволит исследователям оценивать глубину или положение кита, основываясь только на записи.

Эта возможность могла бы помочь установить более четкий базовый уровень нормального поведения горбатых китов, что является важной отправной точкой при попытке определить, когда киты испытывают беспокойство из-за движения судов или шума в океане. Остается открытым вопрос, проявятся ли аналогичные закономерности в популяциях горбатых китов за пределами Гавайев.

Зех предполагает, что аналогичные физиологические ограничения будут действовать повсеместно, но задокументированные различия в эволюции песен в разных полушариях оставляют открытой возможность того, что разные популяции сталкиваются с разным давлением на структуру песни.

Для ответа на этот вопрос потребуется собрать сопоставимые данные о помеченных китах, поющих на местах размножения по всему миру.

Эта работа отражает годы, проведенные в лаборатории Паркса в Сиракузах, где Зех сосредоточилась на взаимосвязи между поведением животных, акустикой и морской биологией.

Это время дало ей инструменты для сочетания биоакустического анализа с технологией биомониторинга, чего никто раньше не применял к пению горбатых китов, открыв новые вопросы по теме, которая долгое время изучалась почти исключительно с помощью звука.

В своей работе Зех предлагает новый подход к изучению того, как физиология, окружающая среда и социальная передача песен взаимодействуют, формируя одно из самых сложных приобретенных поведенческих проявлений в природе.

Этот подход может выйти далеко за рамки изучения горбатых китов, предлагая модель для исследования сложной акустической коммуникации и у других видов.

«Время, проведенное в Сиракузском университете, изменило мое представление о возможностях в этой области», — сказала Зех. «Проекты, подобные этому, в которых мы объединили акустические данные с данными о движении, дали мне инструменты для постановки интересных вопросов о поведении китов и возможность творчески подходить к изучению таких хорошо известных явлений, как пение горбатых китов. Этот опыт повлиял на то, как я провожу исследования, и заложил основу для моей нынешней работы в области экологического мониторинга и охраны природы».