Peter Tyack: Het boeiende geluid van zeezoogdieren

Peter Tyack van Woods Hole heeft het over een verborgen wonder van de zee: onderwatergeluid. Hij legt, op het podium bij Mission Blue, uit op welke verbazingwekkende manieren walvissen geluid en liedjes gebruiken om over honderden kilometers te communiceren.

Heel erg bedankt. Ik ga proberen jullie mee te nemen

op een reis door de wereld van het onderwatergeluid

van walvissen en dolfijnen.

Doordat wij mensen zo op het zien zijn ingesteld,

is het voor ons moeilijk dit echt te begrijpen.

In de hoop dit goed over te brengen,

zal ik een combinatie van afbeeldingen en geluiden gebruiken.

Maar sta er ook eens bij stil, als een kijkende soort,

hoe het is als we snorkelen of duiken

en onder water proberen te kijken.

We kunnen niet echt ver zien.

Ons zicht, dat zo goed werkt in lucht,

is plotseling heel beperkt en benauwend.

Zeezoogdieren hebben tijdens

de laatste tientallen miljoenen jaren

eigenschappen ontwikkeld waardoor ze via geluid

hun wereld kunnen verkennen

en met elkaar in contact kunnen blijven.

Dolfijnen en tandwalvissen gebruiken echolocatie.

Ze kunnen luide kliks maken

en naar de echo's van de zeebodem luisteren om zich te oriënteren.

Ze kunnen bepalen waar hun voedsel is,

door te luisteren naar de echo's van hun prooien,

en zo besluiten wat ze willen eten.

Alle zeezoogdieren gebruiken geluid om te communiceren.

Grote baleinwalvissen

maken lange, prachtige liederen

die gebruikt worden door mannetjes en vrouwtjes

om elkaar te vinden

en om een partner te kiezen.

Moeders en jongen en dieren met een nauwe band

gebruiken roepen om contact te houden.

Geluid is dus van doorslaggevende betekenis in hun levens.

Het eerste dat mijn belangstelling wekte voor de geluiden

van deze onderwaterdieren

van wie de wereld mij zo vreemd was,

was bewijs dat dolfijnen in gevangenschap

menselijke geluiden konden nadoen.

Ik zei dat ik een paar

afbeeldingen van geluiden zou gebruiken.

Hier is het eerste voorbeeld.

Dit is een diagram met toonhoogte uitgezet tegen de tijd,

als een soort notenbalk.

De hogere tonen staan boven en de lagere staan lager

en de tijd verloopt zo.

Dit is een afbeelding van een trainersfluitje,

waar een trainer op blaast om een dolfijn te laten weten

dat hij goed heeft gepresteerd en een vis kan komen halen.

Het klinkt een beetje als: "fuuuuuut." Zo.

En dit is een jong in gevangenschap

dat het trainersfluitje

nabootst.

Als je dit deuntje aan je hond of kat liet horen,

en ze zouden het gaan neuriën,

zou je heel verbaasd moeten zijn.

Naast mensen kunnen

heel weinig zoogdieren geluiden nabootsen.

Dat is heel belangrijk in onze muziek en taal.

Het is een raadsel: De weinige zoogdiergroepen die het kunnen,

waarom doen ze het?

Een groot deel van mijn loopbaan heb ik gewijd

aan het proberen te begrijpen

hoe deze dieren hun leervermogen gebruiken,

hun vermogen om wat je zegt te veranderen

op grond van wat je hoort,

bij hun eigen manieren tot communiceren.

Laten we beginnen met de roep van een primaat.

Veel zoogdieren moeten contactroepen maken,

bijvoorbeeld als moeder en jong gescheiden zijn.

Dit is een voorbeeld van een roep van doodshoofdaapjes

wanneer ze elkaar kwijt zijn.

En je kan zien dat er niet

veel verschil is tussen deze roepen.

Het kenmerkende gefluit

dat dolfijnen gebruiken om contact te houden,

verschilt sterk per individu.

Ze kunnen hun vermogen tot het leren van roepen gebruiken

om ingewikkelder en meer kenmerkende roepen te vormen

om individuen te herkennen.

Hoe zit het met de omstandigheden waarin dieren deze roep gebruiken?

Laten we kijken naar moeders en jongen.

Dolfijnenmoeders en -jongen raken vaak uit elkaar

wanneer de moeder achter een vis aanzit.

Wanneer ze uit elkaar geraken

moeten ze weer bij elkaar komen.

Deze figuur laat het verband zien tussen het aandeel van de scheidingen

waarbij dolfijnen fluiten

en de maximale afstand.

Wanneer dolfijnen minder dan twintig meter uit elkaar zijn,

fluiten ze in minder dan de helft van de gevallen.

Meestal kunnen ze elkaar gewoon vinden

door rond te zwemmen.

Maar wanneer ze meer dan honderd meter uit elkaar raken,

hebben ze altijd hun gefluit nodig

om elkaar terug te vinden.

De meeste van deze kenmerkende fluitjes

blijven vrij herkenbaar en stabiel

in het leven van een dolfijn.

Maar er zijn een paar uitzonderingen.

Wanneer een mannelijke dolfijn zijn moeder verlaat,

vormt hij vaak een verbond met een ander mannetje

die tientallen jaren kan standhouden.

Wanneer deze dieren zich aan elkaar binden,

gaan hun kenmerkende fluitgeluiden steeds meer op elkaar lijken

en worden vrijwel hetzelfde.

Dit diagram laat de twee leden van een tweetal zien.

Zoals je hier bovenaan kan zien,

delen ze een oplopende toon: "woep, woep, woep".

Allebei hebben ze de oplopende toon.

Terwijl de leden van dit paar "woe-oet, woe-oet, woe-oet" doen.

Ze hebben hun leervermogen gebruikt

om een nieuw signaal te ontwikkelen

dat de nieuwe sociale groep markeert.

Het is heel interessant

dat ze een nieuw signaal kunnen maken

om hun nieuwe groep te herkennen.

Laten we nu achteruitstappen

en kijken wat dit gegeven ons kan vertellen

over de bescherming van dolfijnen

tegen menselijke verstoring.

Iedereen die deze foto ziet,

zal weten dat deze dolfijn omsingeld is

en het is duidelijk dat zijn gedrag verstoord wordt.

Dit is een slechte toestand.

Het blijkt zo te zijn dat als een enkele boot

op een paar honderd meter afstand

een groep dolfijnen nadert,

de dolfijnen beginnen te fluiten.

Ze zullen hun gedrag aanpassen, ze gaan dichter bij elkaar zwemmen

en wachten tot de boot voorbij is.

Daarna gaan ze verder met wat ze deden.

Op plekken als Sarasota in Florida

is de gemiddelde tijd tussen het voorbijvaren van boten,

binnen honderd meter van een groep dolfijnen,

zes minuten.

Zelfs als de omstandigheden niet zo slecht lijken als dit

beïnvloedt het nog wel hoeveel tijd deze dieren hebben

om hun gewone werk te doen.

En als we kijken naar een zeer ongerepte omgeving zoals westelijk Australië

waar Lars Bider

dolfijnengedrag en -verspreiding bestudeerde,

voordat er boten waren om dolfijnen te kijken en daarna.

Het blijkt dat één boot weinig invloed heeft.

Toen er nog een boot bijkwam,

verlieten sommige dolfijnen

het gebied helemaal.

Van de dolfijnen die bleven, ging de voortplantingssnelheid omlaag.

Het kan dus een slechte invloed hebben op de hele populatie.

Wanneer we nadenken over beschermde gebieden voor dieren als dolfijnen

betekent dit dat we ons heel bewust moeten zijn

van bezigheden waarvan we dachten dat ze goed waren.

Misschien moeten we regels opstellen

voor de intensiteit van de pleziervaart en het kijken naar walvissen

om zulke problemen te voorkomen.

Ik wijs je er ook graag op

dat geluid zich niks van grenzen aantrekt.

Je kan een lijn tekenen om een gebied te beschermen

maar chemicaliën en geluid

zullen hun weg het gebied in blijven vinden.

En nu zou ik graag deze plaatselijke,

bekende kustomgeving inruilen

voor de veel wijdere wereld van de baleinwalvissen in de open zee.

Zulke kaarten kennen we allemaal.

De wereld is vooral blauw.

Maar de oceanen zijn veel meer

met elkaar verbonden dan we denken.

Zie hoe weinig hindernissen er zijn voor verplaatsingen

door de oceanen vergeleken bij het land.

Het voorbeeld van de verbondenheid

van de zeeën dat mij het meest verbaasde,

was een geluidsproef

waarbij oceanografen van een schip

in de zuidelijke Indische Oceaan

een onderwaterluidspreker

geluiden lieten afspelen.

Dit geluid kon tot in het westen

in Bermuda gehoord worden

en in Monterey, in het oosten,

ditzelfde geluid.

Wij leven in een wereld met communicatie per satelliet

en zijn gewend aan wereldwijde communicatie

maar het verbaast me toch.

De oceaan heeft eigenschappen

waardoor laagfrequente geluiden

de hele wereld over kunnen.

Het geluid doet er in deze gevallen zo'n drie uur over om over te steken.

Dat is bijna de halve aarde rond.

In de vroege jaren 70

schreven Roger Payne en een oceaanakoesticus

een theoretisch artikel

waarin ze uitlegden dat het mogelijk was

dat geluid zich over deze grote gebieden kon verspreiden

maar er waren maar weinig biologen die het geloofden.

Maar het blijkt zo te zijn

dat hoewel wij dit verschijnsel nog maar enkele tientallen jaren kennen,

walvissen over tientallen miljoenen

jaren zijn geëvolueerd

om deze verbazingwekkende eigenschap van de oceaan te gebruiken.

Blauwe en gewone vinvissen

maken zeer lage geluiden

die over heel grote afstanden hoorbaar zijn.

Het bovenste diagram hier

laat een ingewikkelde opeenvolging roepen zien

die mannetjes voordragen.

Ze maken liedjes die een rol lijken te spelen in de voortplanting,

een beetje zoals bij zangvogels.

Hier beneden zien we roepen van zowel mannetjes als vrouwtjes

die heel ver weg nog hoorbaar zijn.

Biologen bleven twijfelen aan de communicatie

over grote afstanden

tot ver na de jaren 70,

tot het eind van de Koude Oorlog.

Tijdens de Koude Oorlog

had de marine van de VS een geheim systeem

waarmee ze Russische duikboten volgden.

Het bestond uit onderwatermicrofoons, hydrofoons,

die verbonden waren met een centrale

waar geluid uit de hele Noord-Atlantische Oceaan

gehoord kon worden.

Na de val van de Berlijnse muur maakte de marine dit systeem beschikbaar

voor bio-akoestici die walvissen bestudeerden

om te zien wat zij konden horen.

Dit is een kaart van Christopher Clark

die één blauwe vinvis volgde

terwijl hij Bermuda voorbij zwom,

naar de breedtegraad van Miami zwom en weer terugkwam.

Hij werd 43 dagen gevolgd

waarin hij 1700 kilometer zwom,

meer dan 1000 mijl.

Dit bewijst dat de roep over

honderden kilometers gehoord kan worden

en dat walvissen geregeld zo ver zwemmen.

Het zijn dieren die leven op de schaal van de oceaan

en over veel grotere afstanden communiceren

dan we hadden verwacht.

Anders dan gewone en blauwe vinvissen

die zich verspreiden over de gematigde en tropische oceanen

komen de bultruggen samen

in traditionele, plaatselijke paargebieden.

Daardoor kunnen zij een geluid maken dat iets hoger

en ingewikkelder is en meer toonhoogtevariatie heeft.

Nu luister je naar het ingewikkelde lied

van bultruggen.

Wanneer bultruggen

het vermogen tot zingen ontwikkelen,

luisteren ze naar andere walvissen

en passen hun lied aan op basis van wat ze horen

net als zangvogels en het fluiten van dolfijnen dat ik heb beschreven.

Dit betekent dat de zang van bultruggen

een vorm van cultuur is,

net als muziek bij mensen.

Ik denk dat één van de interessantste voorbeelden hiervan

uit Australië komt.

Aan de oostkust van Australië

namen biologen het gezang van bultruggen uit het gebied op.

Deze oranje lijn laat het kenmerkende gezang

van de bultruggen van de oostkust zien.

In '95 zongen ze dit allemaal.

Maar in '96 hoorden ze een paar vreemde liederen.

Het bleek dat deze vreemde liederen

bultruggen van de westkust kenmerkten.

Het lied van de westkust werd steeds geliefder

tot in 1998

geen van de walvissen het oostkustlied nog zong; het was helemaal verdwenen.

Ze zongen allen nog het coole, nieuwe lied van de westkust.

Het was net alsof een nieuwe muziekstroming

de ouderwetse stijl

volkomen had uitgeroeid,

zonder zenders met gouwe ouwes.

Niemand zong de oude liedjes.

Ik laat graag kort zien wat de oceaan met deze roepen doet.

Je luistert nu naar een opname die Chris Clark heeft gemaakt

op zo'n 300 meter afstand van een bultrug.

Je kan het volledige frequentiebereik horen. Het klinkt vrij luid.

Het klinkt alsof je heel dichtbij bent.

De volgende opname die je zal horen,

is van hetzelfde lied

op 80 kilometer afstand.

Dat staat hier.

Je hoort alleen de lage frequenties.

Je hoort de weergalm

wanneer het geluid ver door de oceaan reist.

Het is ook niet zo luid.

Nadat ik deze bultruggeluiden heb afgespeeld,

zal ik de roep van de blauwe vinvis laten horen, maar versneld afgespeeld

omdat ze zo laagfrequent zijn

dat je ze anders niet zou kunnen horen.

Dit is de roep van een blauwe vinvis op 80 km afstand.

Dat is ver voor een bultrug.

Het is luid en duidelijk, je kan het heel goed horen.

Hier hoor je dezelfde roep opgenomen door een hydrofoon

op 800 kilometer afstand.

Er is veel rumoer, dat zijn vooral andere walvissen.

Maar je kan nog steeds vaag die roep horen.

Laten we nu bedenken

wat de invloed van mensen hierop kan zijn.

Het meest overheersende geluid van mensen in de oceaan

komt van schepen.

Dit is het geluid van een schip,

en ik moet iets harder spreken om eroverheen te praten.

Stel je je die walvis voor die vanaf 800 km luistert.

Er is een potentieel probleem dat

dit soort schepen de walvissen zou verhinderen

elkaar te horen.

Dit is al vrij lang bekend.

Dit is een afbeelding uit een leerboek over geluid onder water.

Op de Y-as staat de luidheid

van het gemiddelde geluid uit de omgeving in de diepe oceaan

ingedeeld op frequentie.

Bij de lage frequenties geeft deze lijn aan

welk geluid voortkomt uit beweging van de aardkorst.

Deze variabele lijnen geven de toename

van de hoogfrequente geluiden weer

bij hardere wind en meer golven.

Maar precies op die frequenties waarmee walvissen het beste kunnen communiceren,

domineert het lawaai van menselijke schepen.

Sta daar eens bij stil. Dit is verbazingwekkend.

Dat in het frequentiebereik waarin walvissen communiceren

de belangrijkste bron van lawaai, op onze planeet, wereldwijd,

onze schepen zijn,

duizenden schepen, ver weg,

als een grote massa.

De volgende afbeelding laat zien wat de invloed hiervan kan zijn

op het bereik waarbinnen walvissen kunnen communiceren.

Hier heb je de luidheid van een roep van een walvis.

Als we verder weg raken,

wordt het geluid steeds zwakker.

In de oceaan van voor de industriële tijd

was deze roep, zoals ik zei, duidelijk hoorbaar.

Het is luider dan het achtergrondgeluid

tot een afstand van duizend kilometer.

Maar als we het bijkomende geluid

van schepen meetellen,

gaat de afstand waarop ze doeltreffend kunnen communiceren

terug van duizend kilometer naar tien.

Als dit geluid gebruikt wordt door mannetjes en vrouwtjes

om elkaar te vinden om te paren en ze zijn ver uiteen,

bedenk de gevolgen die dit zou kunnen hebben

op het herstel van bedreigde populaties.

Walvissen hebben ook contactroepen

zoals ik van dolfijnen beschreef.

Ik laat een contactroep horen

van noordkapers.

Dit is het soort roep dat bijvoorbeeld

noordkapermoeders en -jongen gebruiken

wanneer ze uit elkaar gaan en weer terug komen.

Stel je nu weer het geluid van de schepen voor.

Wat moet zo'n moeder doen

als het schip langskomt en haar jong er niet is?

Ik beschrijf een paar strategieën.

Eén mogelijkheid is dat als je jong hier is,

en het lawaai in deze band zit,

je de frequentie van je roep uit de lawaaiband haalt

om beter te communiceren.

Susan Parks van Penn State heeft hier onderzoek naar gedaan.

Ze heeft naar de Atlantische Oceaan gekeken. Dit zijn gegevens uit het zuidelijke deel.

Dit is een contactroep kenmerkend voor het zuidelijke deel uit de jaren '70.

Kijk hoe de gemiddelde roep er in 2000 uitzag.

Hetzelfde geldt in het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan

wanneer je de jaren '50 vergelijkt met het jaar 2000.

Tijdens de laatste 50 jaar

moesten de walvissen hun roep veranderen

doordat wij meer lawaai in de zeeën hebben gestopt.

Het is alsof de hele populatie van bassen

in tenoren heeft moeten veranderen.

Het is een opmerkelijke verschuiving,

veroorzaakt door de mens

op deze grote schaal in zowel tijd als ruimte.

We weten nu dat walvissen voor het lawaai kunnen compenseren

door harder te roepen, zoals ik deed toen je het schip hoorde,

door te wachten voor stilte

en door hun roep buiten de lawaaiband te schuiven.

Er zijn waarschijnlijk kosten verbonden aan harder roepen

of een andere frequentie gebruiken dan je wilde.

Er worden waarschijnlijk kansen verspeeld.

Als we op stilte moeten wachten,

missen ze misschien een doorslaggevende mogelijkheid tot communicatie.

We moeten ons dus heel bezorgd maken

over de mogelijkheid dat het lawaai in leefgebieden

de leefgebieden zoveel aantast

dat de dieren teveel moeten betalen voor hun communicatie

of niet meer in staat zijn doorslaggevende functies uit te voeren.

Het is een heel belangrijk probleem.

Ik ben blij dat er verschillende

veelbelovende ontwikkelingen zijn op dit gebied.

De invloed van schepen op walvissen.

De Internationale Maritieme Organisatie van de VN

heeft een groep gevormd die richtlijnen moet opstellen

voor het minder luid maken van schepen

en om de industrie te vertellen

hoe schepen stiller gemaakt kunnen worden.

Ze hebben al ontdekt

dat door slimmer om te gaan met het ontwerp van schroeven

het lawaai met 90 procent kan worden verminderd.

Als je de machinerie van het schip isoleert

en scheidt van de romp,

kan je het geluid met 99 procent terugbrengen.

Op dit moment is het dus vooral een geval van kosten en standaarden.

Als deze groep standaarden kan vestigen

en als de scheepsbouwindustrie ze overneemt voor het bouwen van hun schepen,

kunnen we nu een geleidelijke afname zien

in dit mogelijke probleem.

Maar er is nog een ander probleem met schepen dat ik wil laten zien

en dat zijn botsingen.

Dit is een walvis die nipt

een aanvaring met een snel varend containerschip heeft vermeden.

Maar aanvaringen zijn een ernstig probleem.

Elk jaar sterven er bedreigde walvissen door aanvaringen met schepen.

Het is heel belangrijk om te proberen dit te verminderen.

Ik zal twee zeer veelbelovende oplossingen bespreken.

Het eerste geval komt uit de Fundybaai.

Deze zwarte lijnen geven vaarwegen weer

die de baai in- en uitgaan.

En het gekleurde gebied

laat het botsingsgevaar zien voor de bedreigde noordkapers

met de schepen in de deze vaarweg.

Het blijkt dat deze vaarweg in de zomer

midden door een belangrijk foerageergebied van de noordkapers gaat.

Het maakt dit gebied tot een plek met een groot risico op botsingen.

Biologen

die geen genoegen namen met nee als antwoord

zijn naar de Internationale Maritieme Organisatie gestapt

en hebben gevraagd

of de vaarweg niet verlegd kon worden. Het zijn toch maar lijnen op de grond.

Konden ze die niet verleggen naar een plaats

waar er minder risico is?

De Internationale Maritieme Organisatie gaf hier krachtig gehoor aan:

"Dit zijn de nieuwe vaarwegen."

De vaarwegen zijn verplaatst.

Zoals je kan zien is het gevaar voor botsingen veel lager.

Het is dus eigenlijk heel veelbelovend.

We kunnen heel creatief zijn in het bedenken

van verschillende manieren om deze risico's te verkleinen.

Een andere stap, die onafhankelijk genomen werd

door een scheepsbedrijf zelf,

werd gestart vanwege de bezorgdheid die het bedrijf had

over de uitstoot van broeikasgassen en het broeikaseffect.

De Maersk Line bekeek hun concurrenten

en zag dat iedereen in de scheepvaart denkt dat tijd geld is.

Ze haasten zich zo snel mogelijk naar hun haven.

Maar dan moeten ze daar vaak wachten.

Maersk heeft nu manieren uitgewerkt om te vertragen.

Ze konden ongeveer de helft langzamer varen.

Dit bracht hun brandstofgebruik zo'n 30 procent omlaag

wat geld bespaart

en tegelijkertijd was het een belangrijk voordeel voor walvissen.

Als je langzamer vaart, maak je minder lawaai

en heb je een kleinere kans op aanvaringen.

Tot slot zou ik graag willen zeggen

dat walvissen

in een verbazingwekkende, akoestische omgeving leven.

Ze zijn gedurende tientallen miljoenen jaren geëvolueerd

om daar gebruik van te maken.

We moeten goed opletten en waakzaam zijn

dat de dingen die we doen

ze niet ongewild verhinderen te doen

wat belangrijk voor ze is.

Tegelijkertijd moeten we heel creatief zijn

in het bedenken van oplossingen om deze problemen te verminderen.

Ik hoop dat deze voorbeelden

iets van de verschillende mogelijkheden hebben laten zien

naast het hebben van beschermde gebieden.

Zodat de oceanen een veilige plek blijven waarin walvissen kunnen blijven communiceren.

Heel erg bedankt.

(applaus)