Анализ 10-футовых придатков показывает, что по мере потепления в Арктике рацион нарвалов меняется, и в их телах накапливается больше ртути
Эта история была первоначально опубликована в Wired и опубликована здесь как часть нашего сотрудничества с Climate Desk.
Исследователи долго спорили, для чего на самом деле нужен 10-футовый зуб, который прорезается из головы нарвала. Возможно, это как-то связано с половым отбором, и самцы с более длинными рогами привлекают больше самок. Или, может быть, эти штуки чувствуют соленость. Или, возможно, нарвал использует свой бивень, чтобы выбрасывать добычу на дно океана.
Какой бы ни была цель, ученые точно знают: арктический регион, который нарвалы называют домом, нагревается в два раза быстрее, чем остальная часть планеты, и, анализируя эти бивни, исследователи могут получить удивительно подробные сведения о как животные справляются с катастрофическими изменениями. Выглядит нехорошо.
В марте в журнале Current Biology ученые описали, что они нашли в 10 бивнях, собранных у животных на северо-западе Гренландии. Поскольку бивень постоянно растет в течение многих десятилетий жизни нарвала, исследователи могли читать негабаритные зубы, как годичные кольца на дереве. Они обнаружили, что в период с 1962 по 2000 год содержание ртути в бивнях увеличивалось в среднем на 0,3 процента в год, а в период с 2000 по 2010 год - на 1,9 процента в год. Это согласуется с повышенным содержанием ртути, обнаруженным в телах других крупных хищников в нескольких регионах Арктики, возможно, из-за загрязнения воздуха, приходящего с юга.
Ученые также находят в бивнях доказательства того, что диета нарвалов меняется: от потребления видов, связанных с морским льдом, к поеданию большего количества видов, обитающих в открытом океане. Это соответствует резкому сокращению арктического морского льда с 1990 года.
«Вместо 40 лет работы, чтобы получить данные за 40 лет, вы можете за один год работы получить бивни нарвала и вернуться на 50 лет назад», - говорит токсиколог дикой природы Университета Макгилла Жан-Пьер Дефорж, один из ведущих авторов статьи. «Значит, это действительно замечательно».
Ртуть является мощным нейротоксином, который биоаккумулируется в организме живых существ по мере того, как они потребляют его в течение всей жизни. Когда организм в нижней части пищевой цепи потребляет ртуть, она накапливается в его тканях. Затем что-то большее съедает это животное и его ртуть, и так далее по пищевой цепочке.
Некоторые высшие хищники, такие как белый медведь, биоаккумулируют много ртути, но также могут выделять ее - медведи изолируют ее в своем густом меху. Не повезло гладкокожему нарвалу. «Для долгоживущих животных - эти киты могут жить более 50 лет - они год за годом накапливают ртуть», - говорит Дефорж. «Вот почему они достигают действительно высоких уровней, и именно поэтому мы обеспокоены. Если эти уровни станут достаточно высокими, они могут оказать негативное влияние на вид». Это может включать репродуктивные или когнитивные эффекты, поскольку ртуть является нейротоксином.
Другой тревожный сигнал, обнаруженный исследователями в бивнях, намекает на изменение источников пищи китов. Они искали стабильные изотопы углерода и азота, остатки пищи нарвалов, оставшиеся в их бивнях. Углерод раскрывает информацию о среде обитания жертвы - например, жила ли она в открытом океане или ближе к суше. Азот говорит вам о его трофическом уровне или о том, где в пищевой цепи он находился.«Вместе они дают вам представление об общей экологии кормодобывания этого вида», - говорит Дефорж.
Как и в случае с ртутью, Дефорж смог составить карту того, как эта диета менялась с течением времени. До 1990 года киты питались «симпатической» добычей, связанной с ледяной средой обитания, - арктической треской и палтусом. Затем их рацион начал смещаться в сторону более «пелагической» или открытой океанской добычи, такой как мойва, член семейства корюшек. «Мы не смотрим на фактическое содержимое желудков добычи или что-то еще», - говорит Дефорж. «Но мы, по сути, утверждаем, что эта временная картина очень хорошо согласуется с тем, что мы знаем о площади морского льда в Арктике, которая после 1990 года начала довольно резко сокращаться».
Происходит несколько вещей. По мере того, как морской лед в Арктике отступает, экосистемы под ним могут перетасовываться, что приводит к сокращению популяций сайки и палтуса. В этом случае нарвалы должны были бы обратиться к охоте на представителей открытого океана, чтобы восполнить дефицит своего рациона. С другой стороны, эти популяции трески и палтуса могут не обязательно сокращаться, а просто смещаться на север. Или может случиться так, что по мере того, как арктические воды становятся теплее, мойвы становится больше, и нарвалы не собираются отказываться от обильной еды.
Но если рыба есть рыба, какая разница, что едят нарвалы, если они получают достаточно еды? Оказывается, не все рыбы созданы равными. «Арктические виды более питательны с точки зрения энергии», - говорит Дефорж. Чтобы пережить холод, рыбам необходимо накапливать жир, а это означает больше калорий для питающихся ими хищников, таких как нарвалы. «Если они переключают свою добычу на менее арктические виды, это может повлиять на их потребление энергии», - добавляет Дефорж. «Правда ли это, еще неизвестно, но это, безусловно, главный вопрос, который мы должны начать задавать себе».
Эта перестановка рациона, которая может быть проблемой для нарвала, а может и не быть, может столкнуться с повышением уровня ртути, что является проблемой для любого животного. Вместе эти две угрозы могут оказаться более проблематичными, чем по отдельности. «Это самая сложная часть, - говорит Дефорж. «По сути, у нас есть данные, свидетельствующие о том, что все меняется, но мы действительно не имеем ни малейшего представления о том, как это влияет на китов».
Сила этого метода анализа бивней заключается в том, что теоретически он может позволить ученым заглянуть еще дальше во времени, чем в 1960-е годы. Взяв образец ткани живого нарвала, вы получите информацию только о том, как человек себя чувствует в данный момент. Но бивни нарвала есть в коллекциях музеев естествознания по всему миру, которым уже более 100 лет.
«Музейные коллекции дают прекрасную возможность взглянуть на эти изменения в более глубоком промежутке времени», - говорит Мо Фланнери, старший менеджер по коллекциям птиц и млекопитающих в Калифорнийской академии наук, который не участвовал в этой работе. «Музейные образцы содержат эту скрытую информацию, которая не так легкодоступна, но доступна исследователям, изучающим изменения с течением времени.”
Однако заглядывая в будущее, трудно сказать, что быстро меняющаяся Арктика приготовила для нарвала, и какие признаки изменения климата мы могли бы найти в его бивнях в будущем.