De toekomstige dataverzamelaars van Farzaneh Mansouri varen over de oceanen over de hele wereld, volgende opbloei van productiviteit en het verzamelen van tientallen jaren aan informatie - allemaal in hun oorsmeer. Mansouri, een milieuwetenschapper aan de Baylor University in Waco, Texas, bestudeert de was "oordopjes" die in de loop der jaren zijn opgebouwd in verzegelde gehoorgangen van walvissen. de oordopjes, volgens haar bevindingen, gegevens verstrekken over de bewegingen en diëten van de dieren in de loop van hun lange leven.

Walvissen staan ​​bekend als oceaanwachters - de enorme zoogdieren kunnen onderzoekers waardevolle informatie over het oceaanmilieu vertellen - maar zijn erg moeilijk te bestuderen, zei Sascha Usenko, een milieuchemicus en senior onderzoeker bij het project van Mansouri, die ook aan de Baylor University werkt.

Mansouri, Usenko en hun collega's hebben een nieuwe manier gevonden om toegang te krijgen tot die informatie:het analyseren van oordopjes voor walvissen, verzameld van dode walvissen in de afgelopen decennia en bewaard als eenvoudige eigenaardigheden in museumdepots over de hele wereld. De onderzoekers ontdekten dat de lagen in oordopjes van walvissen tijdspecifieke lagen van stabiele koolstof- en stikstofisotopen bevatten. Die isotopen kunnen laten zien waar walvissen reisden en waar ze zich decennialang voedden. Mansouri presenteerde eerder deze week de resultaten van haar werk op de American Geophysical Union Fall Meeting 2017 in New Orleans.

"Dit onderzoek, op zichzelf, verandert ons begrip van foerageergedrag, ' zei Usenko.

Het nieuwe onderzoek geeft wetenschappers ook inzicht in de toestand van de oceaan in het verleden.

"Dit soort langetermijndatabases zijn voor de meeste dieren onmogelijk te krijgen, " zei Michaël Polito, een ecoloog van de Louisiana State University in Baton Rouge die niet betrokken was bij het onderzoek van Mansouri. "Het is een geweldige plaat."

Een grondig verslag

Walvissen houden van bultruggen, vinnen, blues en minkes zijn trekvogels. Elke zomer zwemmen ze naar hun polaire voedingsbodem en scheiden lichtgekleurd oorsmeer uit. Donkergekleurde was markeert hun reizen naar warmere, meer equatoriale broedplaatsen in de winter. Er zijn maar weinig dieren die zo lang leven en zo veel voorkomen.

Naarmate de jaren verstrijken, deze donkere en lichte lagen schetsen walvisbewegingen door de oceanen van de wereld. Wetenschappers ontdekten in de vroege jaren 1900 dat ze deze lagen konden lezen als boomringen, de leeftijd van een walvis in zijn oorsmeer tellen, maar ging niet verder.

"Het is als een sedimentkern, of een ijskern, " zei Mansouri. En moderne wetenschappers kennen kernmonsters, of ze nu van riffen zijn, gletsjers of zelfs bomen, kan enorme hoeveelheden informatie bevatten. De onderzoekers besloten in te graven.

Ze bemonsterden 20 oordopjes van verschillende walvissoorten in de Atlantische en Stille Oceaan, het verwerven van een aantal van het Smithsonian Institution National Museum of Natural History in Washington, D.C. (dat al meer dan vijftig jaar meer dan duizend oordopjes voor walvissen heeft opgeslagen) en andere van het Natural History Museum in Londen.

De onderzoekers scheidden elke delicate laag oorsmeer, gemaakt van een organische matrix van lipiden, wassen, en keratine. Ze verpoederden het oorsmeer en analyseerden de verhoudingen van verschillende koolstof- en stikstofisotopen in de lipiden. De isotopenverhoudingen in de lagen van de oordopjes van een bepaalde walvis kunnen worden gebruikt als een tijdlijn, met stabiliteit of variabiliteit over de jaren van het leven van een walvis. Het is bekend dat koolstof-13-concentraties afnemen met hogere breedtegraden, dus de profielen van die isotoop kunnen onthullen hoe ver een bepaalde walvis van jaar tot jaar van de evenaar verwijderd is.

Stikstof-15-concentraties stijgen naarmate je hoger in de voedselketen komt, zodat hun profielen de veranderingen in het dieet van walvissen van jaar tot jaar kunnen onthullen. Bijvoorbeeld, als walvissen zich voeden met plankton, hun stikstof-15-gehalte zou lager moeten zijn dan de jaren waarin ze zich voedden met planktonetende vissen.

Sommige oordopjes die de onderzoekers bestudeerden, lieten relatief stabiele isotopenconcentraties zien voor zowel koolstof als stikstof, wat erop wijst dat de walvissen waarschijnlijk gedurende vele decennia dezelfde soorten voedsel in dezelfde gebieden naar binnen hebben geslikt.

Sommige, echter, had minder rechtlijnige patronen van isotopenconcentratie. Mansouri vroeg zich af of de groep walvissen waarvan het koolstof-13-gehalte in de loop van tientallen jaren gestaag is gedaald, in de loop van de tijd naar het noorden is gedreven door een toename van het wereldwijde bootverkeer of de opwarming van de oppervlaktetemperaturen van de oceaan.

Een stabiel stikstof-15-gehalte in de loop van de tijd wees erop dat sommige walvissen waarschijnlijk hetzelfde soort voedsel aten (blauwe vinvissen, bijvoorbeeld, specialiseren in oceanisch plankton, krill genaamd), maar met veel meer variabiliteit in hun koolstof-13, ze moeten meer hebben gereisd om hun voedsel te vinden, zei Mansouri.

Dieper in de lagen

Mansouri en het team denken dat hun resultaten slechts het topje van het oorsmeer zijn.

Mansouri en Usenko zijn enthousiast over het potentieel om patronen in koolstof-13- en stikstof-15-isotopen te matchen met andere gebeurtenissen die in de geschiedenis zijn vastgelegd of met andere soorten gegevens die zijn verzameld van walvisspecimens.

hormonen, bijvoorbeeld, kan duiden op stressvolle perioden in het leven van walvissen. Door de incidentie van stress in kaart te brengen naast de bijzonder variabele perioden tijdens de levensduur van een bepaalde walvis, kan een duidelijker beeld worden gegeven van de redenen voor het veranderen van voedselbron of locatie. Vervuilende niveaus, te, kan enkele van de isotopenpatronen verduidelijken, volgens de onderzoekers. Wereldoorlogen, de aan- en afwezigheid van krachtige walvisjacht en toegenomen lawaai in de oceanen in de afgelopen 250 jaar vertegenwoordigen enkele van de dramatische oceanische veranderingen die mogelijk zijn gecodeerd in de oorsmeermassa die diep in de schedel van een walvis is begraven, zei Usenko.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.