Peter Tyack: Intrygujące głosy ssaków morskich

Peter Tyack z instytutu oceanograficznego Woods Hole mówi o ukrytych cudach morza: podwodnych dźwiękach. W ramach Mission Blue wyjaśnia niesamowite sposoby, na jakie wieloryby porozumiewają się poprzez setki mil oceanu.

Dziękuję bardzo. Zabiorę was

w podróż po akustycznym świecie

wielorybów i delfinów.

Ludzie polegają na wzroku,

więc trudno nam go zrozumieć.

Użyję kombinacji cyfr i dźwięków

by go zilustrować.

Jesteśmy wzrokowcami, więc jak postrzegamy

podwodny świat podczas nurkowania

z maską lub butlą?

Nie widzimy daleko.

Wzrok przystosowany do powietrza

jest ograniczony i klaustrofobiczny.

Ssaki morskie wykształciły

przez dziesiątki milionów lat

sposoby polegania na dźwięku

w badaniu świata

i komunikacji.

Delfiny i zębowce używają echolokacji.

Wysyłają dźwięki w stronę dna,

żeby móc nawigować.

Słuchają echa od ofiar,

by znaleźć jedzenie

i zdecydować, co chcą zjeść.

Morskie ssaki używają dźwięku do komunikacji.

Duże fiszbinowce,

wyśpiewują długie piosenki

by się sprzedać partnerom,

by ich odnaleźć

i wybrać najlepszego.

Matka związana z młodymi

używa głosu do utrzymania kontaktu.

Dźwięk jest niezbędny.

Zacząłem się interesować dźwiękami

podwodnych zwierząt,

których świat był mi obcy,

dzięki oswojonym delfinom,

które imitowały ludzkie dźwięki.

Do ich przedstawienia

użyję reprezentacji wizualnych.

To pierwszy przykład.

Wykres częstotliwości w czasie,

jak zapis muzyczny,

wyższe dźwięki są wyżej, niższe niżej

czas biegnie w tę stronę.

To gwizdek trenera,

używany do komunikowania delfinom,

że dostaną nagrodę.

Brzmi jak "tweeeet."

A to oswojony delfin,

próbujący naśladować

dźwięk gwizdka.

Gdyby zanucić to psu czy kotu,

a on by powtórzył,

bylibyśmy zaskoczeni.

Niewiele ssaków prócz ludzi

potrafi imitować dźwięki.

To ważne dla muzyki i języka.

Oto zagadka: czemu te gatunki

w ogóle to robią?

Wiele czasu poświęciłem

próbom zrozumienia,

jak zwierzęta wykorzystują zdolność nauki

i dostosowania zawołań

do tego, co słyszą

w swoim systemie komunikacji.

Zacznijmy od ssaków naczelnych.

Wiele z nich porozumiewa się,

kiedy matka i potomstwo się rozdzielą.

Tak brzmią Saimiri,

gdy coś je rozdzieli.

Nie ma dużej różnorodności

w ich zawołaniach.

Rozpoznawcze zawołanie delfinów,

używane do pozostania w kontakcie,

jest inne dla każdego osobnika.

Delfiny używają zdolności nauki

do tworzenia bardziej skomplikowanych zawołań

identyfikujących osobniki.

Ale kiedy i po co ich używają?

Weźmy matki i młode.

Delfiny często się rozdzielają

kiedy matka poluje.

Jeśli się rozdzielą,

muszą umieć się znaleźć.

Oto procent rozdzieleń,

przy których delfiny gwiżdżą,

w stosunku do odległości.

Oddalone o mniej niż 20 m

gwiżdżą w mniej niż połowie przypadków,

bo mogą się odnaleźć

trochę pływając.

Jednak kiedy są dalej niż 100 m,

używają zindywidualizowanych zawołań.

używają zindywidualizowanych zawołań.

Większość z nich

jest stereotypowa i stała

podczas delfiniego życia.

Ale są też wyjątki.

Kiedy samiec opuszcza matkę,

często przyłącza się do innego samca

tworząc pakt mogący trwać dziesiątki lat.

Więź między dwoma samcami sprawia,

że ich zróżnicowane zawołania

stają się podobne.

Tu widzimy dwa osobniki.

Na górze, część zawołania się pokrywa:

"woop, woop, woop."

Delfiny z pary wołają:

"wo-ot, wo-ot, wo-ot."

Użyły zdolności

do uczenia się

by stworzyć zawołanie identyfikujące grupę.

To ciekawe, że tworzą

nowy identyfikator

dla nowej grupy społecznej.

Zatrzymajmy się tutaj,

by się zastanowić co nam to mówi

o ochronie delfinów

przed wpływem ludzi?

Wszyscy widzimy,

że ten delfin jest otoczony

a jego zachowanie zmienione.

To zła sytuacja.

Okazuje się,

że nawet pojedyńcza łódź,

oddalona o setki metrów,

sprawia, że delfiny gwiżdzą,

i zbijają się w grupę

czekając aż łódź je minie,

żeby móc robić to co wcześniej.

W miejscach jak Sarsota na Florydzie

średni odstęp czasu

między łodziami w takiej odległości od delfinów

to sześć minut.

Więc nawet kiedy nie jest tak źle,

wpływa to na ilość czasu jaki delfiny mają

na swoją pracę.

A jeśli przyjrzymy się czystej zachodniej Australii...

Lars Bider tak zrobił,

porównał zachowania delfinów

nie zniekształcone przez łodzie.

Jedna łódka nie zmieniała wiele.

A przy pojawieniu się drugiej

niektóre delfiny

opuściły te tereny.

U tych, które zostały rodziło się mniej młodych.

Więc to zagraża całej populacji.

Na terenie obszarów ochronnych,

trzeba być świadomym wpływu

pozornie nieszkodliwych działań.

Może być konieczne regulowanie

wypraw badawczych i turystycznych

by zapobiec takim problemom.

Chcę też zwrócić uwagę na to,

że dźwięk nie przestrzega granic.

Można wyznaczyć obszar chroniony

ale zanieczyszczenia chemiczne i dźwiękowe

nadal będą tam obecne.

Teraz przenieśmy się

z tych znajomych wybrzeży

do szerszego świata fiszbinowców na otwartym oceanie.

Spójrzmy na tą mapę.

Świat wydaje się niebieski.

Pamiętajcie, że oceany łączą się bardziej,

niż nam się wydaje.

Zauważcie, jak niewiele jest przeszkód

dla swobodnego przepływu wody.

Najbardziej fascynującym przykładem

współzależności oceanów

jest eksperyment akustyczny.

Oceanografowie popłynęli

na południowy Ocean Indyjski,

wrzucili do wody podwodny głośnik

i odtworzyli dźwięk.

Ten dźwięk był słyszalny

na zachód: na Bermudach,

i na wschód: w Monterey...

Ten sam dźwięk.

Żyjemy w świecie

satelitarnej i globalnej komunikacji,

ale to nadal niesamowite.

Ocean pozwala dźwiękom o niskiej częstotliwości

Ocean pozwala dźwiękom o niskiej częstotliwości

rozprzestrzeniać się globalnie.

Tranzyt akustyczny zajął tylko 3 godziny

na dystansie połowy kuli ziemskiej.

We wczesnych latach 70.

Roger Payne, akustyk oceaniczny,

opublikował esej wykazujący,

że dźwięk może rozchodzić się

na duże dystanse,

ale niewielu biologów mu uwierzyło.

Dopiero od kilkudziesięciu lat

wiemy o rozchodzeniu się dźwięku,

ale wieloryby ewoluowały

przez dziesiątki milionów lat

by móc wykorzystać własności oceanu.

Płetwale błękitne i finwale

wydają dźwięki o niskiej częstotliwości,

które przemierzają duże dystanse.

Górny wykres przedstawia

skomplikowaną serię zawołań,

powtarzanych przez samce.

Powstające melodie grają rolę w rozmnażaniu,

jak piosenki ptaków.

Tu widać zawołania samców i samic,

przenoszone na długie dystanse.

Biolodzy nadal byli sceptyczni

co do komunikacji na duże dystanse

nawet po latach 70.,

do końca zimnej wojny.

Podczas zimnej wojny,

marynarka USA miała tajny system

namierzania rosyjskich okrętów podwodnych,

dzieki użyciu głębinowych mikrofonów

połączonych kablami

z centralą na lądzie, która nasłuchiwała

dźwięków z północnego Atlantyku.

Po upadku muru berlińskiego marynarka USA

udostępniła ten system akustykom oceanicznym,

żeby zobaczyć co usłyszą.

To od Christophera Clarka,

który śledził płetwala błękitnego

na drodze przez Bermudy

do Miami i z powrotem.

Śledził go przez 43 dni,

przepłynął 1700 km,

albo 1000 mil.

To pokazuje, że zawołania

są słyszalne na setki mil,

i że płetwale często tyle przepływają.

To zwierzęta oceaniczne,

porozumiewające się na większe odległości

niż mogliśmy przewidzieć.

W przeciwieństwie do fiszbinowców

i płetwali błękitnych pływających na tropikach,

humbaki zbierają się w tradycyjnych

rejonach rozrodczych.

Umieją wydawać dźwięki o wyższej częstotliwości,

szerszym paśmie i większej złożoności.

Słyszycie właśnie

skomplikowaną piosenkę humbaków.

Kiedy humbaki rozwijają umiejętność śpiewu,

Kiedy humbaki rozwijają umiejętność śpiewu,

słuchają innych osobników

i dostosowują do nich swoje piosenki,

jak ptaki czy delfiny.

Pieśni humbaków

to część kultury zwierząt,

jak muzyka u ludzi.

Jeden z ciekawszych przykładów

pochodzi z Australii.

Biolodzy na wschodnim wybrzeżu

nagrywali pieśni humbaków.

Pomarańczowa linia pokazuje

typowe pieśni tamtych humbaków.

W 95r. śpiewały zwyczajne piosenki.

Ale w 96r. usłyszały kilka dziwnych piosenek,

jak się okazało,

typowych dla humbaków z zachodu.

Popularność zachodnich pieśni rosła,

aż wreszcie w 1998 r.

pieśń wschodnia została całkowicie zapomniana.

Śpiewano tylko nowe, zachodnie pieśni.

Zupełnie jakby jakiś hit sprawił,

że dawny styl odszedł do lamusa,

że dawny styl odszedł do lamusa,

a nie mieli radia Złote Przeboje.

Nikt nie śpiewał staroci.

Chcę pokazać, co z zawołaniami robi ocean.

Nagrał to Chris Clark,

300 m od humbaka.

Głośno słychać wszystkie częstotliwości.

Brzmiał jakby był blisko.

Następne nagranie

zrobione było tej samej piosence

z 80 km.

Widać to tutaj.

Słychać tylko niskie częstotliwości.

Słychać pogłos,

kiedy dźwięk pokonuje dystans w wodzie.

i nie jest tak głośny.

To były humbaki. Teraz usłyszycie

płetwale błękitne, w przyspieszonym tempie,

bo ich częstotliwość jest tak niska,

że inaczej nie dałoby się ich usłyszeć.

To płetwal błękitny z 80 km.

Dla humbaka to było daleko,

ale płetwala słychać bardzo wyraźnie.

To samo zawołanie nagrane hydrofonem

z dystansu 800 km.

Słychać hałas, głównie inne wieloryby.

Ale nadal słychać to zawołanie.

Teraz zastanówmy się

nad wpływem ludzi.

Dźwięki wprowadzane do oceanu przez ludzi

pochodzą głównie z transportu morskiego.

Tak brzmi statek.

Muszę podnieść głos, żebyście słyszeli.

Wyobraźcie sobie wieloryba nasłuchującego z 800 km.

Istnieje przypuszczenie,

że przez ten hałas

w porozumiewaniu.

To wiemy już od dawna.

Oto dane z książki o podwodnym dźwięku.

Oś Y przedstawia głośność

przeciętnego głębokiego oceanu,

oś X: częstotliwości.

Dźwięk na niskich częstotliwościach

pochodzi z aktywności sejsmicznej ziemi.

Na wyższych częstotliwościach

linie obrazują narastający hałas

fal i wiatru.

Pośrodku, gdzie nie powinno być nic,

mamy hałas statków.

To zdumiewające, że na częstotliwości

używanej do komunikacji przez wieloryby,

większość hałasu

to wina tysięcy naszych statków.

Mogą być daleko, ale ich hałas się kumuluje.

Mogą być daleko, ale ich hałas się kumuluje.

Następny slajd pokaże jaki to ma wpływ

na przekrój częstotliwości wielorybów.

Tutaj głośność zawołania wieloryba.

Gdy się oddalamy,

dźwięk jest coraz cichszy.

W oceanie preindustrialnym

łatwo byłoby go usłyszeć.

Jest głośniejszy niż otoczenie,

nawet na dystansie tysiąca kilometrów.

Ale gdy weźmiemy pod uwagę

zanieczyszczenie hałasem,

dystans, na który wieloryb może się komunikować,

spada z 1000 km do 10 km.

Jeśli tego sygnału używają samce i samice

do namierzania oddalonych partnerów,

pomyślcie o wpływie na odbudowę

zagrożonych gatunków.

Wieloryby używają zawołań,

podobnie jak delfiny.

Odtworzę dźwięk, którym przywołują się walenie.

Odtworzę dźwięk, którym przywołują się walenie.

W ten sposób

matki przywołują oddalone dzieci.

matki przywołują oddalone dzieci.

Dodajmy hałas statku.

Co ma zrobić matka,

żeby przywołać młode?

Opiszę kilka strategii.

Po pierwsze jeśli zawołanie jest tu,

a hałas tutaj,

może zmienić częstotliwość zawołania

na lepiej słyszalne.

Zajmowała się tym Susan Parks z Penn State.

Porównała dane z południowego Atlantyku.

Oto typowe zawołanie z lat 70.

W roku 2000 wyglądało już tak.

Podobnie na Północnym Atlantyku:

lata 50., a rok 2000.

Przez ostatnie 50 lat

zwiększaliśmy hałas oceanu,

więc zawołania musiały się zmienić.

Całe populacje musiały z basów

nagle stać się tenorami.

To my to zapoczątkowaliśmy,

na dużą skalę,

w czasie i przestrzeni.

Wieloryby mogą kompensować

wołając głośniej, jak ja wcześniej,

czekając na ciszę,

lub zmieniając częstotliwość.

Nagłośnienie czy zmiana częstotliwości

odbywa się pewnie jakimś kosztem

albo utratą możliwości.

Zmuszeni czekać na ciszę,

też tracilibyśmy okazje do porozumienia.

Powinno nas niepokoić,

kiedy hałas degraduje siedliska tak,

że zwierzęta płacą zbyt wysoką cenę

za możliwość komunikacji

lub nie są w stanie funkcjonować.

To ważny problem.

Ale chcę też obwieścić

kilka obiecujących usprawnień transportu morskiego

co do wpływu na wieloryby.

W kwestii hałasu,

Międzynarodowa Organizacja Morska

powołała grupę mającą stworzyć

wytyczne do wyciszenia statków,

które potem ma wykorzystać przemysł.

Już teraz odkryli,

że wystarczy lepszy projekt śruby napędowej,

by zredukować hałas o 90%.

Odzielając i izolując maszynerię od kadłuba

Odzielając i izolując maszynerię od kadłuba

można zredukować hałas aż o 99%.

Teraz to kwestia kosztów i standardów.

Jeśli uda im się utworzyć standardy,

a przemysł wykorzysta je przy budowie statków,

ten problem powoli przestanie być problemem.

ten problem powoli przestanie być problemem.

Istnieje jednak inny problem związany ze statkami,

a mianowicie kolizje.

Ten wieloryb ledwo uniknął

zderzenia z kontenerowcem.

Takie zderzenia to poważny problem.

Zagrożone wieloryby zabijane są każdego roku.

Należy temu zapobiec.

Są dwa obiecujące podejścia.

Pierwszy przykład jest z Zatoki Fundy.

Czarne linie to korytarze transportowe

do i z zatoki.

Zakolorowany obszar

pokazuje ryzyko kolizji z waleniami,

dla statków w korytarzu.

Okazało się, że korytarz przechodzi

przez główne letnie żerowisko waleni,

przez co ryzyko kolizji wzrasta.

Nieugięci biolodzy

poszli do Międzynarodowej Organizacji Morskiej

poszli do Międzynarodowej Organizacji Morskiej

z petycją o przesunięcie korytarza.

"To arbitralna linia.

Czy nie można przesunąć jej tam,

gdzie ryzyko kolizji jest mniejsze?"

Międzynarodowa Organizacja Morska

od razu ustanowiła nowe korytarze.

od razu ustanowiła nowe korytarze.

Ryzyko kolizji znacznie spadło.

To bardzo obiecujące.

Możemy stosować

niekonwencjonalne rozwiązania.

Inną akcję, podjętą samodzielnie

przez firmę przewozową,

zapoczątkowała troska

o zredukowanie emisji gazów cieplarnianych.

Maersk Line zauważyło, że konkurencja

stosuje zasadę "czas to pieniądz".

Chcą jak najszyciej dotrzeć do portu.

Ale potem często muszą czekać.

Maersk postanowił zwolnić.

Ich statki płynęły 50% wolniej.

Zużywały 30% mniej paliwa,

co dawało oszczędności,

i jednocześnie pomagało wielorybom.

Im wolniej się płynie, tym jest ciszej,

i zmniejsza się ryzyko kolizji.

Na koniec chcę podkreślić,

że wieloryby żyją w niezwykłym środowisku akustycznym.

że wieloryby żyją w niezwykłym środowisku akustycznym.

Ewoluowały przez dziesiątki milionów lat,

by móc to wykorzystać.

Musimy bardzo uważać,

by to, co robimy,

niechcący nie przeprzeszkadzało im

w podstawowym funkcjonowaniu.

Musimy pomysłowo podejść

do rozwiązywania tych problemów.

Mam nadzieję, że te przykłady pokazały

wiele sposobów ochrony,

jako dodatek do obszarów ochronnych.

Żeby ocean był bezpieczny, a wieloryby mogły się porozumiewać.

Dziękuję bardzo.

(Brawa)