Distributed acoustic sensing reveals temporal occurrence, movement and vocal behaviour of singing fin whales in theGibraltar-Alboran maritime corridor
Durch den Einsatz von verteilter akustischer Sensorik an Tiefseekabeln haben Forscher aufgedeckt, dass singende Finnwale im Gibraltar-Alboran-Korridor eine saisonale vokale Plastizität und bidirektionale Bewegungen aufweisen, was darauf hindeutet, dass die Straße sowohl als Migrations- als auch als sozialer Engpass dient.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Der Ozean ist ein riesiger, dunkler Ort, an dem Schall weiter und schneller reist als Licht. Für viele Meerestiere, insbesondere die großen Wale, ist das Gehör ihr primärer Weg, um zu navigieren, Nahrung zu finden und über hunderte von Kilometern zu kommunizieren. Unter diesen Giganten ist der Finnwal ein besonders vokaler Reisender, der dafür bekannt ist, tiefe, rhythmische Rufe zu erzeugen, die über ganze Ozeanbecken hinweg gehört werden können. Wissenschaftler wissen schon lange, dass diese Wale durch die Straße von Gibraltar ziehen, einen engen und belebten Wasserweg, der den Atlantischen Ozean mit dem Mittelmeer verbindet. Es war jedoch schwierig zu verstehen, wann genau sie singen, wohin sie gehen, während sie singen, und wie sich ihre Gesänge im Laufe der Zeit verändern. Traditionelle Methoden, wie das Aussetzen von Booten mit Hydrophonen oder das Warten auf klare Tage, um sie aus der Ferne zu sichten, übersehen oft das Gesamtbild, da sich die Wale schnell bewegen und der Ozent zu groß ist, um ihn vollständig abzudecken.
Um dies zu lösen, wandten sich Forscher an eine Technologie, die ursprünglich für die Telekommunikation entwickelt wurde: das submarine Glasfaserkabel. Diese Kabel, die Internet- und Telefondaten über den Meeresboden transportieren, werden nun als riesige Hörgeräte eingesetzt. Indem die Wissenschaftler Laserpulse durch das Kabel senden, können sie die winzigsten Vibrationen detektieren, die durch Schallwellen verursacht werden, die auf die Glasfasern treffen. Diese Technik, bekannt als verteilte akustische Sensorik (Distributed Acoustic Sensing), verwandelt die gesamte Länge des Kabels effektiv in tausende Mikrofone und ermöglicht es den Forschern, monatelang kontinuierlich auf den Ozean zu hören, ohne teure Ausrüstung einsetzen zu müssen, der die Batterie ausgeht. In einer kürzlich durchgeführten Studie nutzten Wissenschaftler diese Methode, um Finnwale in der Straße von Gibraltar und der nahegelegenen Alborán-See zu beobachten, wodurch eine detaillierte Geschichte ihrer saisonalen Bewegungen und vokalen Gewohnheiten enthüllt wurde, die zuvor verborgen geblieben war.
Das Team überwachte zwei bestehende Glasfaserkabel, die etwa 95 Kilometer weit durch die Region verlaufen. Ein Kabel verlief zwischen Tarifa und Ceuta, und das andere zwischen Estepona und Tetouan. Sie hörten zehn Monate lang zu, von Juni 2022 bis Februar 2024, und erfassten die akustischen Signaturen singender Finnwale. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Wale nicht nur vorbeiziehen; sie singen aktiv während ihrer Wanderung. Die Studie ergab, dass die Gesangsaktivität nicht konstant war, sondern einem klaren saisonalen Muster folgte. Am Tarifa-Kabel begannen die Wale Mitte August zu singen, erreichten ihren Höhepunkt im September und nahmen bis Oktober ab. Am Estepona-Kabel begann der Gesang im September, sank im mittleren Winter und erreichte seinen höchsten Stand im Januar. Dies deutet darauf hin, dass die Wale ihre Fortpflanzungsdisplays während ihrer gesamten Reise fortsetzen, anstatt nur anzuhalten, um zu singen, wenn sie ein bestimmtes Ziel erreichen.
Eine der bemerkenswertesten Entdeckungen war, wie sich die Wale bewegten, während sie sangen. Im August bewegten sich fast alle an der Tarifa-Kabel detektierten Wale nach Westen, also hinaus aus dem Mittelmeer in den Atlantik. Dies entsprach dem, was Sichtbeobachter in der Vergangenheit gesehen hatten. Doch als sich die Monate änderten, wurde die Richtung weniger vorhersehbar. Im September bewegten sich die meisten Wale bei Tarifa nach Osten, zurück in Richtung Mittelmeer. Bei dem anderen Kabel bewegten sich die Wale während des gesamten Untersuchungszeitraums in beide Richtungen, ohne dass es für einen bestimmten Monat eine einzige dominante Richtung gab. Dies deutet darauf hin, dass die Straße von Gibraltar nicht nur eine Einbahnstraße für diese Tiere ist. Stattdessen fungiert sie als soziales Nadelöhr, ein enger Korridor, in dem Männchen zusammenkommen und singen, wobei sie potenziell um die Aufmerksamkeit der Weibchen konkurrieren oder ihre Präsenz unter anderen Männchen etablieren. Die Forscher detektierten sogar Fälle, in denen zwei Wale nur wenige Kilometer voneinander entfernt gleichzeitig sangen, was bestätigte, dass diese Zusammenkünfte soziale Ereignisse sind und keine bloßen solitären Wanderungen.
Die Studie untersuchte auch die Gesänge selbst, um zu sehen, ob sie den Forschern sagen könnten, welche Gruppe von Walen sie gerade hörten. Die Gesänge der Finnwale sind berühmt für ihre stereotypisierte Struktur, die normalerweise aus einer niederfrequenten Note gefolgt von einer Pause besteht, die immer wiederholt wird. Die Forscher fanden heraus, dass die Tonhöhe dieser Noten unglaublich konsistent war und um etwa 20 Hertz schwankte, was ein sehr tiefer, tieffrequenter Klang ist. Diese Stabilität deutet darauf hin, dass die Wale in dieser Region eine gemeinsame vokale Identität teilen. Die Zeitspanne zwischen den Noten war jedoch viel flexibler. Die Zeit zwischen den Noten änderte sich je nach Saison und Jahr. Im Spätsommer und frühen Herbst waren die Intervalle kürzer, während sie im Winter länger wurden. Diese Variabilität war so signifikant, dass die Forscher zu dem Schluss kamen, dass man nicht einfach die Zeitgebung eines Gesangs betrachten kann, um zu entscheiden, welche Population von Walen gerade singt. Die Gesänge sind dynamisch und verändern sich im Laufe der Zeit, was bedeutet, dass die Identität eines Wals nicht an einen einzigen, unveränderlichen Rhythmus gebunden ist.
Diese Flexibilität in der Zeitgebung des Gesangs stellt die alte Vorstellung infrage, dass Wissenschaftler Walpopulationen leicht anhand der Geschwindigkeit ihres Gesangs sortieren können. Die Studie zeigte, dass dieselbe Gruppe von Walen ihre Gesangsgeschwindigkeit im Verlauf einer einzigen Saison ändern kann und dass verschiedene Gruppen zu unterschiedlichen Zeiten mit ähnlichen Rhythmen singen können. Dies bedeutet, dass Naturschutzbemühungen nuancierter sein müssen. Die Straße von Gibraltar ist ein Ort, an dem diese Wale intensivem Druck durch menschliche Aktivitäten ausgesetzt sind, einschließlich der Tausenden von Schiffen, die jedes Jahr hindurchfahren. Der Lärm dieser Schiffe kann die Rufe der Wale überlagern, was es für sie schwierig macht, zu kommunizieren. Darüber hinaus besteht, da die Wale oft singend auf einem gerichteten Pfad unterwegs sind, das Risiko, dass sie weniger wahrscheinlich den Kurs ändern, um einem herannahenden Schiff auszuweichen, was das Kollisionsrisiko erhöht.
Durch die Nutzung der bestehenden Kabel als ein Netzwerk zum Zuhören konnten die Forscher eine enorme Menge an Daten sammeln, die mit traditionellen Methoden unmöglich gewesen wäre. Sie konnten die Wale kontinuierlich verfolgen, Tag und Nacht, unabhängig vom Wetter oder der Jahreszeit. Dieser Ansatz offenbarte, dass die Wale während der gesamten Wanderungssaison präsent und aktiv sind und während ihrer Reise singen. Die Studie legt nahe, dass die Straße von Gibraltar ein kritischer Bereich ist – nicht nur für die Durchreise, sondern auch für das soziale Leben dieser Tiere. Es ist ein Ort, an dem sie zusammenkommen, singen und interagieren, was ihn zu einer lebenswichtigen Zone für den Naturschutz macht. Der Erfolg dieses Projekts zeigt, dass wir die Infrastruktur der menschlichen Industrie, wie etwa Unterseekabel, in Werkzeuge zum Schutz der natürlichen Welt verwandeln können. Es bietet eine neue Art, den Ozean zu belauschen und somit ein klares, kontinuierliches Fenster in das Leben einiger der größten und schwer fassbarsten Kreaturen unseres Planeten zu öffnen.
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