Peter Tyack: Fascinujúci zvuk morských cicavcov

Peter Tyack z Woods Hole hovorí o skrytom zázraku mora: podmorskom zvuku. Na javisku Mission Blue vysvetľuje úžasné spôsoby, ako veľryby používajú zvuk a piesne, aby v oceáne komunikovali na stovky kilometrov.

Ďakujem pekne. Pokúsim sa Vás zobrať

na cestu do akustického podmorského sveta

veľrýb a delfínov.

Keďže sme taký vizuálny živočíšny druh,

je pre nás ťažké naozaj to pochopiť.

Použijem na to zmes obrázkov a zvukov

a dúfam, že to vyjadrí veci lepšie.

Ako vizuálny živočíšny druh si spomeňme aj na to,

aké to je, keď šnorchlujete, alebo sa potápate

a snažíte sa dívať pod vodou.

Príliš ďaleko nedovidíme.

Náš zrak, tak skvele fungujúci na vzduchu,

je zrazu veľmi obmedzený a správa sa klaustrofobicky.

Čo sa morským cicavcom podarilo

vyvinúť v posledných desiatkach miliónov rokov,

sú spôsoby spoliehania sa na zvuk

pri objavovaní ich sveta

a pri komunikovaní s ostatnými.

Delfíny a veľryby používajú echolokáciu.

Vydávajú hlasné zvuky, cvakania,

a načúvajú ozvenám z dna, aby sa orientovali.

Dokážu načúvať ozvenám koristi,

aby zistili, kde je potrava

a vybrali si, ktorú z nich chcú zjesť.

Všetky morské cicavce používajú zvuk na komunikáciu.

Veľké kosticové veľryby

produkujú dlhé, prekrásne piesne,

použité ako upútavka na rozmnožovanie

pre samcov a samičky, aby sa navzájom našli

a vybrali si partnera.

A matka s mláďaťom a inými blízkymi jedincami

používajú volania, aby o sebe vedeli.

Takže zvuk je naozaj dôležitý pre ich životy.

Prvá vec, ktorá ma zaujala na týchto zvukoch

podmorských zvierat,

ktorých svet mi bol tak cudzí,

boli dôkazy, že delfíny v zajatí

dokázali imitovať ľudské zvuky.

Spomínal som, že použijem

vizuálne reprezentácie zvukov.

Tu je prvý príklad.

Toto je graf frekvencie a času 49172–

niečo ako notový záznam,

kde vysoké noty sú vyššie a nízke noty sú nižšie

a čas ide týmto smerom.

Toto je obrázok trénerovej píšťalky,

ktorou píska, aby delfínom naznačil,

že spravili správnu vec a môžu si prísť po rybu.

Znie to ako "píííííííp". Nejak tak.

A toto je mláďa v zajatí,

ktoré napodobňuje

hlas trénerovej píšťalky.

Keby ste tento signál zahmkali Vášmu psovi či mačke

a oni by ho zopakovali,

asi by ste boli dosť prekvapení.

Veľmi málo cicavcov, okrem ľudí,

dokáže imitovať zvuky.

Je to veľmi dôležité pre našu hudbu a náš jazyk.

Je to záhada: tie iné skupiny cicavcov, čo to dokážu,

prečo to robia?

Veľkú časť svojej kariéry som venoval

snahe porozumieť,

ako tieto zvieratá používajú učenie,

ako využívajú schopnosť zmeniť vyslovené

na základe toho, čo počujú

v svojich vlastných komunikačných systémoch.

Začnime teda volaním zvieracieho primáta.

Veľa cicavcov musí produkovať kontaktné volania,

keď, povedzme, matka a mláďa sú oddelené.

Toto je príklad volania opice kotula veverovitého,

keď je izolovaná jedna od druhej.

A môžete vidieť, v týchto volaniach

nie je veľa variability.

Na proti tomu tu je jedinečné pískanie,

ktorým delfíny zostávajú v kontakte.

Každý jedinec má radikálne odlišné volanie.

Touto schopnosťou sa môžu naučiť volania,

aby vyvinuli komplikovanejšie a odlišnejšie volania

na identifikáciu jedincov.

A čo prostredie, v ktorom tieto zvieratá potrebujú tieto volania?

Pozrime sa na matky a mláďatá.

V normálnom živote sa matky a mláďatá delfína

často oddelia alebo odplávajú, keď mamka naháňa ryby.

A keď sa oddelia,

musia si zas nájsť k sebe cestu.

Tento graf zobrazuje percento oddelení,

v ktorých delfíny pískajú,

porovnané s maximálnou vzdialenosťou.

Takže, ak sú delfíny od seba menej ako 20 metrov,

potrebujú pískať v menej ako polovici prípadov.

Väčšinou sa vzájomne nájdu,

ak trochu poplávajú.

Ale vo všetkých prípadoch, keď sú od seba viac ako 100 metrov,

musia použiť tieto individuálne odlišné pískania,

aby sa znova našli.

Väčšina týchto rôznych osobitých pískaní,

sú pomerne stereotypné a nemenné

počas života delfína.

Ale sú tu isté výnimky.

Keď samec delfína opúšťa matku,

často sa spojí s inými samcom

a vytvoria spojenectvo, ktorá môže trvať desaťročia.

A keď tieto zvieratá vytvoria sociálne puto,

pre ne typické pískania sa zbližujú

a stávajú sa veľmi podobnými.

Tento graf ukazuje dvoch jedincov v páre.

Ako môžete vidieť hore,

zdieľajú stúpavú časť, ako "úúp úúp úúp".

Obaja majú tento druh zvýšenia.

V porovnaní s druhým párom, ktorý má "ú-u ú-u, ú-u".

Udialo sa to,

že využili tento proces učenia,

aby vytvorili nový znak tejto novej sociálnej skupiny.

Je to veľmi zaujímavý spôsob ako

sformovať nový identifikátor

pre nové spoločenstvo, ktoré vytvorili.

Teraz sa trochu vráťme

a pozrime sa, čo nám to hovorí

o ochrane delfínov

pred ľudskou činnosťou.

Hocikto, kto sa pozrie na tento obrázok,

pozná, že tento delfín je obkľúčený

a je jasné, že jeho chovanie je narúšané.

To je zlá situácia.

Ale ukazuje sa, že už keď sa iba jediná loď

blíži ku skupine delfínov

v niekoľkých stovkách metrov,

delfíny začnú pískať,

prestanú s tým, čo práve robia, vytvoria tesnejšiu skupinu,

vyčkajú, kým loď prejde,

a potom sa vrátia k svojej bežnej činnosti.

Na miestach ako Sarasota na Floride

je priemerný interval medzi tým,

keď nejaká loď pláva bližšie ako sto metrov od skupiny delfínov,

šesť minút.

Takže, aj v situácií, ktorá nevyzerá tak zle ako táto,

to stále vplýva na objem času, ktorý tieto zvieratá majú

na svoju bežnú činnosť.

Keď sa pozrieme na panenské prostredie ako západná Austrália,

Lars Bider spravil výskum

porovnávajúci správanie a rozšírenie delfínov

pred tým, ako boli lode na sledovanie delfínov.

Keď bola jedna loď, žiaden veľký dopad.

Dve lode, keď sa pridala druhá loď,

spôsobili, že niektoré z delfínov

úplne opustili danú oblasť.

A u tých, ktoré zostali, klesol reprodukčný výkon.

Takže to môže mať negatívny dopad na celú populáciu.

Keď sa zamyslíme nad morskými chránenými oblasťami pre zvieratá ako delfíny,

znamená to, že si toho musíme byť viac

vedomí pri aktivitách, ktoré považujeme za neškodné.

Môžno budeme musieť regulovať intenzitu

rekreačných plavieb a samotného pozorovania veľrýb,

aby sme predišli podobným problémom.

Rád by som zdôraznil, že zvuk

nepozná hranice.

Môžete potiahnuť čiaru, ktorou sa ochráni istá zóna,

ale chemické a hlukové znečistenie

sa bude naďalej šíriť do tejto oblasti.

Rád by som prešiel od tohto lokálneho,

známeho pobrežného prostredia

k oveľa rozľahlejšiemu svetu kosticových veľrýb a šíreho oceánu.

Toto je druh mapy, ktorý všetci poznáme.

Svet je väčšinou modrý.

Ale rád by som zdôraznil, že oceány

sú oveľa prepojenejšie, ako si myslíme.

Všimnite si, ako málo bariér bráni pohybu

v oceánoch v porovnaní s pevninou.

Pre mňa je najohromujúcejší príklad

prepojenia oceánov

akustický experiment,

pri ktorom sa oceánografi

odplavili loďou do južného Indického oceánu,

vypustili podvodný reproduktor

a zahrali zvuk.

Ten istý zvuk

sa šíril na západ a dalo sa ho počuť na Bermudách

a šíril sa na východ, kde sa ho dalo počuť v Monterey –

ten istý zvuk.

Žijeme vo svete satelitnej komunikácie,

sme zvyknutí na globálnu komunikáciu,

ale mňa to aj tak udivuje.

Oceán má vlastnosti,

ktoré umožňujú nízkofrekvenčným zvukom

šíriť sa prakticky globálne.

Čas akustického šírenia každej z týchto ciest je asi tri hodiny.

Je to takmer pol cesty okolo Zeme.

Na začiatku 70. rokov

Roger Payne a oceánsky akustik

vydali teoretickú prácu,

ktorá naznačovala možnosť,

že zvuk by sa mohol šíriť na veľkých územiach,

ale verilo tomu len pár biológov.

Ukázalo sa však,

že aj keď vieme o šírení zvuku na veľké vzdialenosti iba pár desaťročí,

veľryby sa jasne vyvinuli

počas desiatok miliónov rokov tak,

aby využívali túto úžasnú vlastnosť oceánu.

Vráskavce ozrutné a myšoky

vytvárajú zvuky na veľmi nízkych frekvenciách,

ktoré sa šíria na veľké vzdialenosti.

Tento horný graf ukazuje

komplikovanú sériu volaní,

ktoré opakujú samci.

Vytvárajú piesne, ktoré, zdá sa, zohrávajú rolu v rozmnožovaní

asi tak ako spev vtákov.

Dole vidíme volania samcov a samíc,

ktoré sa takisto šíria veľmi ďaleko.

Biológovia boli naďalej skeptickí

v otázkach diaľkovej komunikácie

aj po konci 70. rokov,

až po koniec Studenej vojny.

Počas Studenej vojny používalo

americké námorníctvo tajný systém

na sledovanie ruských ponoriek.

Boli to mikrofóny hlboko pod vodou, hydrofóny,

prepojené s pevninou

a všetky spojené v centrálnom mieste, kde načúvali

zvukom v celom severnom Atlantiku.

Po páde Berlínskeho múru námorníctvo tieto systémy sprístupnilo

bio-akustikom veľrýb,

aby skúsili, čo počujú oni.

Toto je graf od Christophera Clarka,

ktorý sledoval jedného konkrétneho vráskavca ozrutného,

ako minul Bermudy,

išiel dole k oblasti Miami a zase šiel naspäť.

Sledoval ho 43 dní,

ako preplával 1700 km,

viac ako 1000 míľ.

Toto nám ukazuje, že tieto volania

sú rozoznateľné na stovky míľ,

a zároveň, že veľryby bežne plávajú stovky kilometrov.

Sú to oceánske zvieratá v oceánskych mierkach,

ktoré komunikujú na oveľa väčšie vzdialenosti,

ako sme si mysleli.

Na rozdiel od vráskavcov ozrutných a myšokov,

ktoré sú rozptýlené v miernych a tropických oceánoch,

vráskavce dlhoplutvé sa zhromažďujú

v tradičných miestnych oblastiach na párenie.

A tak môžu vydávať zvuky s trochu vyššou frekvenciou,

ktoré sú v širšom pásme a sú komplikovanejšie.

Počúvate komplikovanú pieseň

vráskavcov dlhoplutvých.

Keď dlhoplutvé dosiahnu

schopnosť zaspievať takúto pieseň,

počúvajú ostatné veľryby

a menia to, čo spievajú, na základe toho, čo počujú,

podobne ako spomínané spevavé vtáky a delfíny.

To znamená, že pieseň dlhoplutvých

je istou formou zvieracej kultúry

tak, ako je hudba pre ľudí.

Myslím, že jeden z najzaujímavejších príkladov

pochádza z Austrálie.

Biológovia na východnom pobreží Austrálie

nahrávali miestne zvuky vráskavcov dlhoplutvých.

A táto oranžová čiara značí typické piesne

vráskavcov z východného pobrežia.

V 1995 všetky spievali normálne piesne.

Ale v 1996 bolo počuť pár divných.

A ukázalo sa, že tieto zvláštne piesne

boli typické pre veľryby zo západného pobrežia.

Západniarske volania sa stávali viac a viac populárnymi,

a v roku 1998

už žiadne veľryby nespievali východniarsku pieseň. Úplne zmizla.

Prosto, spievali tú štýlovú novú pieseň zo západu.

Je to, ako keby nový štýl nejakého hitu

kompletne vymazal

starý, zaužívaný štýl

a neboli by žiadne "retro" stanice.

Nikto tie staré nespieval.

Chcel by som krátko ukázať, čo oceán robí s týmito volaniami.

Teraz počúvate nahrávku od Chrisa Clarka

320 metrov od vráskavca.

Môžete počuť celý rozsah frekvencií. Je to dosť nahlas.

Znie to dosť blízko.

Ďalšia nahrávka, ktorú budete počuť,

je tá istá pieseň toho vráskavca

80 kilometrov ďaleko.

To je tu dole.

Počujete len nízke frekvencie.

Počujete ozveny,

ako sa zvuk šíri na veľké vzdialenosti v oceáne

a nie je taký hlučný.

Po tom, čo som prehral volania týchto dlhoplutvých,

pustím vráskavcov ozrutných, ale zrýchlene,

lebo sú to tak nízke frekvencie,

že by ste ich inak nepočuli.

Toto je vráskavec ozrutný z 80 kilometrov,

čo bola veľká vzdialenosť pre dlhoplutvých.

Je to hlasné a jasné – môžete to počuť jasne.

Toto je to isté volanie nahrané hydrofónom

z 800 kilometrov.

Je v tom veľa šumu, najviac od iných veľrýb.

Ale ešte stále počuť to vzdialené volanie.

Teraz sa zamyslime nad

potenciálom ľudských zásahov.

Najdominantnejší zvuk, ktorý ľudia púšťajú do oceánu,

je z námornej plavby.

Toto je zvuk lode

a musím hovoriť hlasnejšie, aby som ho prebil.

Predstavte si veľrybu, ktorá to počúva z 800 km.

Je to potenciálny problém, pretože možno

takéto plavby by mohli zabrániť veľrybám,

aby sa navzájom počuli.

Toto je už známe nejaký ten čas.

Toto je graf z učebnice o zvuku vo vode.

Na osi Y

je hlasitosť priemerného okolitého šumu v hlbokom oceáne

podľa frekvencie.

Na nízkych frekvenciách táto čiara značí

zvuk, ktorý pochádza zo seizmickej aktivity Zeme.

Vyššie tieto rôzne čiary

značia rastúci šum v tomto frekvenčnom pásme

od silnejšieho vetra a vĺn.

Ale tu v strede, kde je ideálne miesto,

je šum dominantne z ľudských lodí.

Zamyslite sa nad tým. Je to úžasná vec.

V tomto frekvenčnom pásme, kde veľryby komunikujú,

hlavným zdroj šumu na tejto planéte

pochádza z ľudských lodí,

tisícok lodí, vzdialených, ďaleko, ďaleko,

ale všetky dokopy.

Ďalší údaj ukazuje, aký to môže mať dopad

na vzdialenosti, na ktoré sú veľryby schopné komunikovať.

Takže tu je hlasitosť volania, akou ho veľryba vydáva.

Ako sa vzďaľujeme,

zvuk slabne a slabne.

V predindustriálnom oceáne, ako sme spomínali,

bolo možné toto volanie ľahko zachytiť.

Je to hlasnejšie ako šum

na vzdialenosť tisíc kilometrov.

Teraz si vezmime dodatočný nárast šumu,

ktorý sme si ukázali, že pochádza z lodí.

A zrazu, efektívny dosah komunikácie

klesne z tisíc kilometrov na 10 km.

Ak tento signál používajú samce a samičky,

aby sa navzájom našli na párenie, a sú rozptýlení,

predstavte si dopad, aký to môže mať

na obnovu ohrozených populácií.

Aj veľryby majú kontaktné volania,

ako som popisoval pri delfínoch.

Prehrám záznam kontaktného volania

veľrýb, ktoré sa dorozumievajú.

A toto je druh volania, ktoré používajú,

povedzme, veľrybia matka a mláďatá,

keď sa oddelia a hľadajú sa.

Predstavme si túto situáciu s hlukom lode.

Čo má matka robiť,

keď ide okolo loď a nemá pri sebe mláďa?

Popíšem niekoľko možností.

Jednou je, že ak je volanie tu dole

a šum je v tomto pásme,

môžete posunúť frekvenciu vášho volania von z tohto pásma

a lepšie komunikovať.

Susan Parks z Pennsylvánskej univerzity študovala presne toto.

Sledovala to v Atlantiku. Toto sú dáta z južného Atlantiku.

Toto je typické kontaktné volanie v južnom Atlantiku zo 70. rokov.

Pozrite, čo sa stalo do roku 2000 s priemerným volaním.

To isté v severnom Atlantiku,

50. roky vs. rok 2000.

Za posledných 50 rokov,

ako sme do oceánov vypúšťali viac hluku,

museli tieto veľryby urobiť zmenu.

Je to ako keby sa celá populácia musela posunúť

od basu k spievaniu tenora.

Je to úžasná zmena spôsobená ľuďmi

na takomto veľkom rozsahu,

v čase aj priestore.

A teraz už vieme, že veľryby vedia kompenzovať šum

hlasnejším volaním, ako som to robil pri zázname lode,

čakaním na ticho

a posúvaním volaní von z pásma šumu.

Pravdepodobne to niečo stojí volať hlasnejšie,

alebo posúvať frekvenciu od polohy, kde by mala byť.

A hrozia aj premárnené príležitosti.

Ak musíte čakať na ticho,

môžete prepásť kritickú príležitosť komunikovať.

Takže sa musíme veľmi obávať,

že šum v prostredí môže

degradovať prostredie natoľko,

že zvieratá musia buď vynakladať príliš veľa prostriedkov na komunikáciu,

alebo nie sú schopné uskutočňovať zásadné funkcie.

Je to veľmi dôležitý problém.

A s radosťou hovorím, že je niekoľko

veľmi sľubných pokrokov v tejto oblasti,

ak sa pozrieme na dopad moreplavby na veľryby.

V otázke lodného hluku,

Medzinárodná námorná organizácia Spojených národov

zriadila skupinu, ktorej úlohou je vytvoriť

odporúčania pre stíšenie lodí,

poradiť odvetviu, ako možno stíšiť lode.

A už aj zistili,

že použitím inteligentnejšieho a lepšieho dizajnu skrutiek

môžno hluk redukovať o 90 %.

A ak oddelíte a izolujete

aj stroje lode od jej trupu,

hluk možno znížiť o 99 %.

Momentálne je to primárne otázkou nákladov a štandardov.

Ak táto skupina dokáže nastoliť štandard

a ak ich lodiarsky priemysel prijme do výroby svojich lodí,

uvidíme postupný pokles

tohto potenciálneho problému.

Ale je tu ešte ďalší problém s loďami, ktorý tu naznačujem,

a to je problém kolízie.

Toto je veľryba, ktorá sa iba tak-tak stihla

vyhnúť kolízii s rýchlo plávajúcou nákladnou loďou.

Ale kolízia je seriózny problém.

Ohrozené veľryby uhynú každý rok pre zrážky s loďami.

A je veľmi dôležité sa pokúsiť toto obmedziť.

Načrtnem dva veľmi sľubné prístupy.

Prvý prípad je zo Zálivu Fundy.

Tieto čierne čiary sú plavebné dráhy

dnu a von zo Zálivu Fundy.

Farebná oblasť

znázorňuje riziko kolízie ohrozených veľrýb

s loďami v tejto dráhe.

Vysvitlo, že táto dráha

ide priamo cez veľkú oblasť kŕmenia týchto veľrýb v letnej sezóne.

A vzniká tak oblasť významného rizika kolízie.

Biológovia,

ktorí nebrali "nie" ako odpoveď,

šli do Medzinárodnej námornej organizácie

a žiadali ich:

"Nemôžete presunúť tú dráhu? Sú to len čiary na papieri.

Nemôžete ich presunúť niekam,

kde budú menším rizikom?"

A Medzinárodná námorná organizácia odpovedala veľmi rázne:

"Toto sú nové dráhy."

Lodné dráhy sa posunuli.

A ako môžete vidieť, riziko kolízie je oveľa menšie.

Je to teda veľmi sľubné.

A môžeme byť veľmi kreatívni pri vymýšľaní

rôznych spôsobov, ako redukovať tieto riziká.

Iná akcia, ktorú podnikla nezávisle

samotná lodiarska spoločnosť,

vznikla pre jej starosti

o emisie skleníkových plynov a o globálne otepľovanie.

Spoločnosť Maersk Line sa pozrela na svoju konkurenciu

a videla, že každý v námorníctve si myslí, že čas sú peniaze.

Ponáhľajú sa, čo to dá, aby sa dostali do prístavu.

Ale potom tam často čakajú.

Maersk preto našiel spôsoby, ako spomaliť.

Mohli spomaliť až o 50 %.

To znížilo ich spotrebu paliva asi o 30 %,

čo im ušetrilo peniaze,

a zároveň to malo značný prínos pre veľryby.

Keď spomalíte, zredukujete úroveň hluku, ktorý spôsobujete,

a zredukujete riziko kolízie.

Takže, na záver by som len rád zdôraznil,

že veľryby žijú

v úžasnom akustickom prostredí.

Vyvíjali sa desiatky miliónov rokov,

aby ho využívali.

A my musíme byť veľmi pozorní a ostražití,

keď zvažujeme dôsledky vecí, ktoré robíme,

pretože môžu neúmyselne zabraňovať

veľrybám uskutočňovať dôležité činnosti.

A tak isto musíme byť veľmi kreatívni,

keď vymýšľame riešenia, ako pomôcť pri redukcii týchto problémov.

A dúfam, že tieto príklady ukázali

niektoré možné smery, ktoré môžeme nasledovať,

spolu s chránenými oblasťami.

Aby sme boli schopní uchovať oceán bezpečný pre veľryby, aby mohli ďalej komunikovať.

Ďakujem veľmi pekne.

(Potlesk)