Distributed acoustic sensing reveals temporal occurrence, movement and vocal behaviour of singing fin whales in theGibraltar-Alboran maritime corridor
Door gebruik te maken van gedistribueerde akoestische sensoring op onderzeese kabels, onthulden onderzoekers dat zingende vinvissen in de Gibraltar-Alboran-corridor seizoensgebonden vocale plasticiteit en bidirectionele beweging vertonen, wat suggereert dat de zeestraat dient als zowel een migratie- als een sociale bottleneck.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
De oceaan is een uitgestrekte, donkere plek waar geluid verder en sneller reist dan licht. Voor veel mariene dieren, vooral de grote walvissen, is gehoor hun primaire manier om te navigeren, voedsel te vinden en te communiceren over honderden kilometers. Onder deze reuzen is de vinvis een bijzonder vocale reiziger, bekend om het produceren van diepe, ritmische roepen die over hele oceaanbekkens te horen zijn. Wetenschappers weten al lang dat deze walvissen door de Straat van Gibraltar migreren, een smalle en drukke waterweg die de Atlantische Oceaan met de Middellandse Zee verbindt. Het begrijpen van precies wanneer ze zingen, waar ze naartoe gaan terwijl ze zingen en hoe hun liedjes in de loop van de tijd veranderen, is echter moeilijk gebleken. Traditionele methoden, zoals het uitvaren met boten met hydrofoons of het wachten op heldere dagen om ze van een afstand te observeren, missen vaak het grotere plaatje omdat de walvissen snel bewegen en de oceaan te groot is om volledig te dekken.
Om dit op te lossen, maakten onderzoekers gebruik van een technologie die oorspronkelijk is ontworpen voor telecommunicatie: de onderzeese glasvezelkabel. Deze kabels, die internet- en telefoongegevens over de oceaanbodem transporteren, worden nu gebruikt als gigantische luisterapparaten. Door laserpulsen door de kabel te sturen, kunnen wetenschappers de kleinste trillingen detecteren die worden veroorzaakt door geluidsgolven die tegen de glasvezels slaan. Deze techniek, bekend als gedistribueerde akoestische sensatie (distributed acoustic sensing), verandert de gehele lengte van de kabel effectief in duizenden microfoons, waardoor onderzoekers maandenlang continu naar de oceaan kunnen luisteren zonder de noodzaak van dure apparatuur die leegloopt qua batterij. In een recente studie gebruikten wetenschappers deze methode om naar vinvissen te luisteren in de Straat van Gibraltar en de nabijgelegen Alboranzee, wat een gedetailleerd verhaal onthulde over hun seizoensgebonden bewegingen en vocale gewoonten dat voorheen verborgen bleef voor het zicht.
Het team monitorde twee bestaande glasvezelkabels die ongeveer 95 kilometer lang zijn en de regio doorkruisen. Eén kabel liep tussen Tarifa en Ceuta, en de andere tussen Estepona en Tetouan. Ze luisterden tien maanden lang, van juni 2022 tot februari 2024, en legden de akoestische handtekeningen van zingende vinvissen vast. De resultaten toonden aan dat deze walvissen niet alleen passeren; ze zijn actief aan het zingen terwijl ze migreren. De studie toonde aan dat de zingactiviteit niet constant was, maar een duidelijk seizoenspatroon volgde. Bij de Tarifa-kabel begonnen de walvissen halverwege augustus met zingen, bereikten ze een piek in september, en namen ze daarna af in oktober. Bij de Estepona-kabel begon het zingen in september, daalde het in het midden van de winter, en bereikte het het hoogste niveau in januari. Dit suggereert dat de walvissen hun voortplantingsrituelen voortzetten tijdens hun reis, in plaats van te stoppen met zingen zodra ze een specifieke bestemming bereiken.
Een van de meest opmerkelijke ontdekkingen was hoe de walvissen bewogen terwijl ze zongen. In augustus bewogen de walvissen die bij de Tarifa-kabel werden gedetecteerd bijna allemaal naar het westen, richting de Atlantische Oceaan, weg uit de Middellandse Zee. Dit kwam overeen met wat visuele waarnemers in het verleden hadden gezien. Echter, naarmate de maanden veranderden, werd de richting minder voorspelbaar. In september bewogen de meeste walvissen bij Tarifa naar het oosten, terug naar de Middellandse Zee. Bij de andere kabel bewogen de walvissen gedurende de hele onderzoeksperiode in beide richtingen, zonder één dominante richting voor een gegeven maand. Dit geeft aan dat de Straat van Gibraltar niet slechts een eenrichtingsweg is voor deze dieren. In plaats daarvan fungeert het als een sociale flessenhals, een smalle corridor waar mannetjes samenkomen en zingen, mogelijk om de aandacht van vrouwtjes te trekken of hun aanwezigheid tussen andere mannetjes te vestigen. De onderzoekers detecteerden zelfs gevallen waarin twee walvissen tegelijkertijd zongen op slechts enkele kilometers afstand, wat bevestigt dat deze bijeenkomsten sociale gebeurtenissen zijn, en geen solitaire migraties.
De studie keek ook nauwgezet naar de liederen zelf om te zien of ze de onderzoekers konden vertellen naar welke groep walvissen ze luisterden. De liederen van de vinvis zijn beroemd om hun gestandaardiseerde structuur, die meestal bestaat uit een laagfrequente noot gevolgd door een pauze, die keer op keer wordt herhaald. De onderzoekers ontdekten dat de toonhoogte van deze noten ongelooflijk consistent was, rond de 20 Hertz schommelend, wat een zeer lage, diepe klank is. Deze stabiliteit suggereerde dat de walvissen in deze regio een gemeenschappelijke vocale identiteit delen. De timing tussen de noten was echter veel flexibeler. De tijd tussen de noten veranderde afhankelijk van het seizoen en het jaar. In de late zomer en het vroege najaar waren de intervallen korter, terwijl ze in de winter langer werden. Deze variabiliteit was zo significant dat de onderzoekers concludeerden dat men niet simpelweg naar de timing van een lied kan kijken om te beslissen welke populatie walvissen aan het zingen is. De liederen zijn dynamisch en veranderen in de loop van de tijd, wat betekent dat de identiteit van een walvis niet vastligt in één onveranderlijk ritme.
Deze flexibiliteit in de timing van het lied daagt het oude idee uit dat wetenschappers populaties walvissen gemakkelijk kunnen sorteren op basis van hoe snel of langzaam ze zingen. De studie toonde aan dat dezelfde groep walvissen de snelheid van hun lied gedurende een enkel seizoen kan veranderen, en dat verschillende groepen op verschillende momenten met vergelijkbare ritmes kunnen zingen. Dit betekent dat insp efforts op het gebied van natuurbescherming genuanceerder moeten zijn. De Straat van Gibraltar is een plek waar deze walvissen intense druk ervaren door menselijke activiteiten, waaronder duizenden schepen die er elk jaar doorheen varen. Het lawaai van deze schepen kan de roepen van de walvissen maskeren, waardoor het voor hen moeilijk wordt om te communiceren. Bovendien, omdat de walvissen vaak zingen terwijl ze een gerichte route volgen, zijn ze mogelijk minder geneigd om van koers te veranderen om een naderend schip te vermijden, wat het risico op een aanvaring vergroot.
Door de bestaande kabels als een luisternetwerk te gebruiken, waren de onderzoekers in staat om een enorme hoeveelheid gegevens te verzamelen die met traditionele methoden onmogelijk zou zijn geweest. Ze konden de walvissen continu volgen, dag en nacht, ongeacht het weer of het jaargetijde. Deze aanpak onthulde dat de walvissen aanwezig en actief zijn gedurende het migratieseizoen, en dat ze zingen terwijl ze reizen. De studie suggereert dat de Straat van Gibraltar een cruciaal gebied is, niet alleen voor reizen, maar ook voor het sociale leven van deze dieren. Het is een plek waar ze samenkomen, zingen en met elkaar interageren, wat het een vitale zone maakt voor natuurbehoud. Het succes van dit project demonstreert dat we de infrastructuur van de menselijke industrie, zoals onderzeese kabels, kunnen omzetten in instrumenten voor de bescherming van de natuurlijke wereld. Het biedt een nieuwe manier om naar de oceaan te luisteren, waarbij een helder, continu venster wordt geboden op het leven van sommige van de grootste en meest ongrijpbare wezens van onze planeet.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.