2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A Science Journal új tanulmánya szerint a lazaccápák hátúszóiról sugárzó elektronikus címkék azt mutatják, hogy ezek a csúcsragadozók Alaszka jeges vizeiből a Hawaii melletti meleg tengerekbe vándorolnak. A tanulmány szerzői szerint a lazaccápa azon képessége, hogy túlélje ilyen széles körű termikus körülményeket, a speciális fehérjék magas szintjének tulajdonítható, amelyek szívizomsejtjeit nagyon alacsony hőmérsékleten verik.
"A cápák száma világszerte csökken, de a legtöbb faj mozgása és élőhelye ismeretlen" - mondja Barbara Block, a Stanford Egyetem biológusa, a tanulmány vezető tudósa, amelybe a National Marine Fisheries Service (NMFS), a Monterey Bay Aquarium és a Monterey Bay Aquarium kutatói is beletartoztak. az alaszkai hal- és vadtudományi osztály. A kutatást a Census of Marine Life részeként végezték, amely egy nemzetközi tudóshálózat, amely az óceánok élővilágának bőséges és sokféleségét próbálja megérteni.
Kettős címkézési technológia
A Science, Block október 7-i számában megjelent Stanford doktorandusz, KevinWeng és kollégáik összehasonlították a lazaccápa – a fehércápa közeli rokona – vándorlását és egyedi szívfiziológiáját a melegebb, szubtrópusi vándorlással és fiziológiával. a kék cápa, egy másik nagy ragadozó.
A tanulmányban a tudósok kétféle műholdas címkézési technológiát alkalmaztak. Az egyik, a SmartPosition-Only Tag (SPOT) néven ismert, valós időben követi nyomon az egyes cápákat, amint azok átvándorolnak a tengeren. A SPOT címke a hátúszó hegyéhez van rögzítve, és amikor a cápa felszínre kerül, a kitett címke továbbítja az állat helyzetét a keringő műholdaknak. A tudósok ezután letölthetik az adatokat, és otthoni számítógépükön követhetik a cápa napi mozgását. Valójában ez a technológia lehetővé teszi, hogy bárki, akinek internet-hozzáférése van, szinte valós időben nyomon követheti a cápák napi vándorlását egy webböngészőn:
"Szeretem minden reggel a kávém mellett ellenőrizni a cápák helyzetét" - mondja Block, Charles és Elizabeth Prothro tengertudományi professzor a stanfordi Hopkins tengeri állomáson.
A második technológia, az úgynevezett Pop-Up Satellite Archival Tag (PAT), rögzíti a víznyomást, a hőmérsékletet és a fényt, miközben az állat úszik. Ellentétben a SPOT-okkal, amelyek továbbra is az uszonyhoz vannak rögzítve, a PAT-ok az előre beprogramozott időpontban leválanak az állatról, majd a felszínre úsznak, és megkezdik az adatok továbbítását a keringő műholdakhoz. A két technológia kombinálása lehetővé tette Block és kollégái számára, hogy gazdag adatkészletet hozzanak létre, amely rendkívül pontos részleteket tartalmazott az egyes cápák helyzetéről és merülési viselkedéséről, valamint a környező oceanográfiai viszonyokról.
"Kombinált rádiós uplink SPOT-ok, amelyek pontos pozíciót adnak nekünk, és adatnaplózó PAT-ok, amelyek információkat tárolnak a programozott küldetés időtartama alatt" - magyarázza Block."Két típusú címkék használatával nagyobb adatkészletet tudunk felhalmozni a cápák élőhelyéről és preferenciáiról, nagyobb pontossággal, mint korábban."
Szezonális migráció
A lazaccápák megjelölése, Block és kollégái a nyáron az Alaszkai-öbölben található WilliamSound hercegre utaztak. Ott, a nyugodt fjordokban akrobatikus cápákkal találkoztak, amelyek a rózsaszín, coho és más ívásra visszatérő lazacfajták után ugrottak. 2002 és 2004 között a tudósok 51 nőstény lazaccápát jelöltek meg. Összehasonlításképpen David Holts társszerző, az NMFS biológusa elvezette a kutatókat a dél-kaliforniai partvidékre, ahol 31 kékcápát szereltek fel SPOT- és PAT-címkékkel.
A három éves vizsgálat során a tudósok az 51 lazaccápa közül 48-tól szereztek nyomkövetési adatokat. Huszonegy volt dupla címkével SPOT és PAT műszerekkel, míg 27 hordozta az egyik tagot vagy a másikat. A vizsgálat során hat cápát fogtak vissza, köztük hármat felugró címkékkel, amelyek teljes archív rekordot tartalmaztak a cápák percről percre viselkedéséről. Az egyes cápák által megtett leghosszabb távolság 640 nap alatt 11 321 mérföld volt, ami a Föld közel fele körüli megtételének felel meg.
Egyébként a kutatók több mint 13 000 napra gyűjtöttek a lazaccápák helyzetkövetési adatait. "Ezek az adatok feltűnő szezonális vándorlást mutatnak a szubarktikusról a mérsékelt és szubtrópusi területekre, feltehetően azért, hogy táplálékot keressenek, és megszülessen a fiókák" - mondja Weng, a tanulmány vezető szerzője. Ezzel ellentétben a műholdadatok azt mutatták, hogy a kék cápák az Egyesült Államok és Mexikó kontinentális részének melegebb csendes-óceáni vizeiben maradnak.
"Gyakorlatilag példátlan, hogy sok egyént egy éven keresztül, bizonyos esetekben két vagy több évig is követni lehet" - jegyzi meg Weng.
A kutatók a mai napig kombinált jelölést alkalmaztak két másik cápafajon, a makón és a közönséges cséplőn. Block azt jósolja, hogy ennek a technikának a széles körben történő alkalmazása sok szükséges információt szolgáltat majd arról, hogy a cápák hogyan használják az óceánokat.„Ezekből az adatokból feltérképezhetjük a nagy igénybevételnek kitett területeket, megjeleníthetjük a cápavándorlási folyosókat, és azonosíthatjuk azokat a fajspecifikus hotspotokat, ahol a cápapopulációk részesülhetnek a fokozott védelemből” – teszi hozzá.
Meleg test, hideg szív
A kutatók azt is felfedezték, hogy míg egyes lazaccápák egész évben a Csendes-óceán északi részén maradnak, mások több ezer mérföldet utaznak délre a Hawaii-szigetek szubtrópusi vizei felé. E hosszú vándorlás során a víz hőmérséklete 2 és 24 °C között mozog. Míg a hideg szubarktiszban a cápák a felszínhez közeli vizek között mozogtak, és 450 láb mélységben mozogtak.
"Néha télen a kevésbé sós felszíni vizek annyira hidegek voltak, hogy a cápák több időt töltöttek lent a melegebb, sósabb vizekben" - jegyzi meg. "Amikor megpillantottam a cápák rádióállásait ezekről a rideg tengerekről, gyakran elgondolkodtam azon, milyen lenne egy alaszkai fjord vadonában telelni, és állandó sötétségben heringet kerget."
Ahogy egyre délebbre haladnak, a cápák több időt töltenek mélyebb vízben, és néha körülbelül fél mérfölddel a tengerszint alá merülnek, hogy elkerüljék a felmelegedést a felszínen.
Az északi mérsékelt égövi planktonban gazdag tengereken való nyaralás, illetve a hideg alaszkai vizeken való áttelelés képessége megkülönbözteti a lazaccápákat más laminidáktól, a makó-, fehér- és porbeagle-cápák családjától. Minden laminidnak megvan az a szokatlan képessége, hogy a környező víznél akár 70 fokkal melegebb belső testhőmérsékletet tartson fenn. A belső testhőmérséklet emelésének képessége azonban nem terjed ki a szívre, amelyet folyamatosan eláraszt a vér, amely a környezeti víz hőmérsékletére hűl, miközben áthalad a kopoltyúkon, hogy felvegye az oxigént.
A Tudományos tanulmány részeként a kutatók arra törekedtek, hogy megértsék, miért működik tovább a lazaccápa szíve jéghideg állapotban. "A cápaszív lelassul a hidegben, akárcsak a mi szívünk" - mondja Block."De az különbözteti meg, ahol a szívünk egyszerűen megáll, a lazaccápa folyamatosan ketyeg."
A hat lazaccápa szívszövetének laboratóriumi elemzése magas szintű speciális fehérjéket mutatott ki, amelyek szabályozzák a kalciumionok felszabadulását és felvételét, amelyek felelősek a ritmikus szívösszehúzódások fenntartásáért. A kutatók felfedezték, hogy ezeknek a fehérjéknek a kalciumfelvételi sebessége körülbelül 10-szer gyorsabb a lazaccápa szívében, mint a kékcápákban, amelyek sokkal melegebb vízben élnek. Ez a megállapítás megmagyarázhatja a lazaccápák azon képességét, hogy fenntartsák szívverésüket és meleg, aktív testüket vérrel látják el, még akkor is, ha a szív 35 F-ra hűl.
"Ez egyértelműen egy egyedülálló cápafaj – a legmelegebb az óceán kopoltyúlégzői közül" - jegyzi meg Block.
A lazaccápa projekt része a Tagging of Pacific Pelagics (TOPP) kezdeményezésnek, amely a Census of MarineLife kutatási programja. A TOPP tudósai elektronikus címkék segítségével tanulmányozzák 22 tengeri állatfaj vándorlását a Csendes-óceán északi részén.
"Sok cápát fenyeget a halászat világszerte, és sürgősen szükség van biológiai ismeretekre a kezelési stratégiák megtervezéséhez" - írták a szerzők. "A műholdkövetési technológiák felhasználhatók a cápák élőhelyeinek gyors feltérképezésére világszerte, ami kritikus fontosságú jövőbeli védelmük szempontjából."
A Science tanulmány további társszerzői Pedro Castilho, Jeffery Morrissette és AnaLandiera-Fernandez stanfordi fiziológusok; Robert Schallert, a Monterey BayAquarium technikusa; és Kenneth Goldman cápabiológus, az alaszkai Hal- és Vadászati Tanszék munkatársa. A tanulmányt az Office of Naval Research, a National Science Foundation és a Gordon and Betty Moore, Davidand Lucile Packard és Alfred P. Sloan alapítványok finanszírozták.
