Bio-anka

Bio-and ljud

Bio-anka är ett ljud inspelat i södra oceanen , särskilt i antarktiska vatten och Australiens västkust. Det rapporterades första gången 1960 av ubåtspersonal, som gav ljudet dess namn och associerade det med en anka. En gång kallad som de "största ännu olösta mysterierna i södra oceanen", förblev ursprunget till ljudet ett mysterium i årtionden fram till 2014, då man drog slutsatsen att ljudet härstammade från antarktiska vikvalar .

Det inspelade ljudet har ett frekvensområde mellan 60 Hz till 100 Hz, övertoner upp till 1 khz och ett intervall på 1,6 till 3,1 sekunder mellan varje ljud. Ljudet är huvudsakligen närvarande under australisk vinter i södra oceanen, upptäckt utanför västra Australien och de antarktiska vattnen. Ljudet görs nära ytan, främst före matningsdyk. Även om ljudets roll förblir ett mysterium, föreslås det att det skulle kunna spela en roll i parningen.

Forskare säger att denna upptäckt är betydelsefull för att uppskatta säsongsbetonad förekomst, migrationsmönster och överflöd av de antarktiska vikvalarna eftersom akustisk forskning är mer kostnadseffektiv än visuella iakttagelser och kan utföras oavsett väder och dagsljusförhållanden. Dessutom är akustisk forskning ovärderlig eftersom antarktiska vikvalar lever i områden med hög havsis, vilket gör konventionell fartygsforskning utmanande.

Metod för upptäckt

Under australiska sommaren 2013 fäste en forskargrupp under ledning av Denise Risch sugkoppade registreringsenheter till två antarktiska vikvalar. Enheterna fästes direkt från en båt med hjälp av en stolpe och den samlade in ljud, temperatur, tryck, acceleration och magnetfält. Båda märkta antarktiska vikvalar reste i en grupp med samma art, från 5 till 40 valar per grupp. Varje tagg registrerades i 18 timmar respektive 8 timmar, och under den tiden matades båda valarna kontinuerligt. 32 samtal gjordes under denna tid, varav 6 hade liknande egenskaper som redan existerande inspelningar av ett bio-and-ljud. Dessutom samplades lågfrekventa nedsvep, ett ljud som tidigare associerats med de antarktiska vikvalarna från taggarna. Eftersom inga andra marina däggdjursarter observerades inom 1 km från de märkta valarna och med tanke på att valarna reste i enstaka artgrupper, drog Reichs forskargrupp slutsatsen att källan till ljudet var antingen den märkta valen själv eller andra antarktiska vågvalar som färdades i samma grupp.

Faktorer som påverkar förekomsten

För att undersöka vilket sammanhang bio-andljud förekommer, utfördes forskning utanför Sydafrikas västkust för att se om det finns något samband mellan frekvensen av bio-andljud och tre variabler. Variablerna var "avstånd till havsiskanten" (från registreringsposition), "månad på året" och "tid på dygnet". Forskarna drog slutsatsen att månaden på året var den mest framträdande variabeln, följt av avståndet från havsisen och slutligen tiden på dygnet. En annan forskning kom till en liknande slutsats, och fastställde att det finns en positiv korrelation mellan antarktiska vikvalars tid som anropar och närvaron av havsis. Dessutom, eftersom det var en relativ ökning av anropsbeteendet när havistäckningen nådde 50 %, föreslår forskare att kanske en viss tröskel måste uppfyllas för att signifikant påverka anropsbeteendet.

Syftet med ljudet

Funktionen för anropsbeteendet hos den antarktiska vikvalen är fortfarande okänd. Det har tidigare antagits att anropens funktion var att navigera i områden med tät havsistäckning, men flera akustiska forskningskällor förnekar detta, eftersom bio-andljud detekterades även i områden med lägre latitud utan havsis, som vid kusten utanför Namibia och Perth Canyon .

En artikel publicerad 2017 tyder på att samtalsbeteende kan vara kopplat till matning. Studien märkte att under april till augusti följde den antarktiska vikvalens röstaktivitet ett mönster av hög aktivitet vid midnatt och mindre vid middagstid. Men perioden med högst röstaktivitet upptäcktes också under tid med minimal bestrålning , vilket tyder på att mönstret inte orsakas av att djuren reagerar på solen. Istället matchade vokalfrekvensen den vertikala migrationen av krill , en huvuddiet för de antarktiska vikvalarna. Högre koncentrationer av krill upptäcktes nära ytan under natten och lägre halter under dagen. Detta matchar matningsbeteendet hos de antarktiska vikvalarna, som livnär sig genom att simma direkt under havsisen och sopa efter krill. Forskningen antydde därför att antarktiska vikvalars anropsbeteende under månaderna maj och juli kan relateras till matning. Dessutom antog de att detta kan göras i ett parningssammanhang, för att locka potentiella kompisar till bättre matplatser, eller helt enkelt för att valarna som livnär sig på djupare havsnivåer under dagen inte kan syna samtidigt. Men andra forskare hävdar att frekvensen av bio-anka samtal inte följer några dielmönster, och alla mönster kan vara platsspecifika.

Alternativt föreslår andra forskare att bio-ankan kan spela en roll i parningen. Detta beror på att perioder med högsta akustiska närvaro av antarktiska vikvalar är i linje med deras häckningssäsong på lägre breddgrader i Antarktiska havet. Dessutom delade bio-andljudet liknande akustiska egenskaper som ett "pulståg", vilket är ett annat anrop från vikvalar som tros tjäna reproduktiva funktioner. En forskning publicerad 2020 av Diego diskuterar denna hypotes. Forskningen analyserade 9 års akustisk data som samlats in mellan 2008 och 2016 från 21 platser i hela Weddellhavet och antog att antarktiska vikvalar har häckningsplatser både på höga breddgrader med tätt istäcke, såväl som lägre breddgrader. Genom att kombinera detta faktum med forskning från 1995 som noterade att häckningsplatser för antarktiska vikvalar i områden med lägre latitud är mindre koncentrerade jämfört med andra valar som gynnar kustvatten, antog Diego att de repetitiva egenskaperna hos bio-andljudet är till för att locka kompisar över längre tid. avstånd. Men de konstaterar också att ytterligare forskning av sammanhanget där ljudet produceras är nödvändig innan några slutsatser kan dras.

Akustiska egenskaper

Kännetecken för ett typiskt bio-and-ljud ligger i dess repetitiva natur. Från akustiska data som samlats in i Perth Canyon mellan 14 oktober 2002 och 20 december 2002, noterade Matthews och hans forskargrupp till en början tre typer av bio-andljud och klassificerade dem i två huvudtyper, där en var en variant av en annan.

Den första typen, typ 1, hade ett 1,6s intervall mellan varje puls, där varje puls innehöll flera frekvenssvep. Frekvensområdet för Type1 var mellan 50 Hz och 200 Hz. Den andra signaltypen, typ 2, hade ett intervall på 3,1 sekunder mellan varje puls, där varje puls också innehöll flera frekvenssvep. Frekvensområdet för typ 2 var mellan 100 Hz och 200 Hz. Typ 2 hade också en variant, som delade liknande egenskaper

Senare forskning av marinbiologen Talia Dominello registrerade dock olika bio-and-anrop på den västra antarktiska halvön, vilket utökade och omklassificerade typer av bio-andljud. Typ A1, det vanligaste anropet som upptäckts av tidigare forskning, kan karakteriseras som en serie av fyra pulser med en toppfrekvens mellan 130 och 150 Hz. Dess variant, typ A2, har inte nödvändigtvis fyra pulser och har oförutsägbar slutfrekvens. Dominello övervägde dessa två varianter av varandra, eftersom de observerade en enskild val som till synes använde dessa två typer omväxlande. Typ B har ett bredare frekvensområde och fler pulser per serie jämfört med typ A. Men eftersom denna typ av samtal är svagt eller överlappar med A1 krävs ytterligare data för att göra avgörande uttalanden om deras egenskaper. Typ C bio-andljud har en speciell egenskap, där startfrekvensen och toppfrekvensen för varje serie gradvis minskar med varje puls. Bio anka typ C påträffades inte ofta i denna forskning. Typ D bio-and-ljud delade liknande egenskaper som downsweep-sekvensen, men Dominello klassificerade dem som en separat typ av bio-and-ljud eftersom de observerade ett repetitivt mönster.

En forskning från 2020 som utfördes utanför Sydafrikas västkust utökade Dominellos klassificering av bio-andljud ytterligare, och kategoriserade typ B bio-andljud i ytterligare två undertyper, B1 och B2. Typ B1 motsvarar Dominellos typ B bio-anka ljud och har en minskande toppfrekvens med varje puls. Medan i den nyligen klassificerade B2 ökar toppfrekvensen för varje puls, med övertoner som kan gå upp till 2 kHz.

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Risch, Denise; Gales, Nicholas J.; Gedamke, Jason; Kindermann, Lars; Nowacek, Douglas P.; Read, Andrew J.; Siebert, Ursula; Van Opzeeland, Ilse C.; Van Parijs, Sofie M.; Friedlaender, Ari S. (2014-04-30). "Mystiskt bio-andljud som tillskrivs den antarktiska vågvalen (Balaenoptera bonaerensis)" . Biologibrev . 10 (4): 20140175. doi : 10.1098/rsbl.2014.0175 . PMC 4013705 . PMID 24759372 .
^ ^a ^b ^c Menze, Sebastian; Zitterbart, Daniel P.; van Opzeeland, Ilse; Boebel, Olaf (2017). "Inverkan av havsis, vindhastighet och marina däggdjur på södra oceanens omgivande ljud" . Royal Society Open Science . 4 (1): 160370. Bibcode : 2017RSOS....460370M . doi : 10.1098/rsos.160370 . PMC 5319310 . PMID 28280544 .
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Matthews, David; Rod Macleod; Robert D. McCauley (3 november 2004). "Bio-Duck-aktivitet i Perth Canyon. En automatisk detektionsalgoritm" (PDF) . Proceedings of ACOUSTICS 2004 . Hämtad 23 april 2014 .
^ Van Opzeeland, Ilse (2010). "Akustisk ekologi hos marina däggdjur i polarhaven" (PDF) . Rapporter om polar- och havsforskning . 619 .
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Filun, Diego; Thomisch, Karolin; Boebel, Olaf; Brey, Thomas; Širović, Ana; Spiesecke, Stefanie; Van Opzeeland, Ilse (2020). "Frysta verser: Antarktiska vågvalar (Balaenoptera bonaerensis) anropar övervägande under australisk vinter" . Royal Society Open Science . 7 (10): 192112. Bibcode : 2020RSOS....792112F . doi : 10.1098/rsos.192112 . PMC 7657898 . PMID 33204440 .
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Dominello, Talia; Širović, Ana (juli 2016). "Säsongsvariationer av antarktisk vågval (Balaenoptera bonaerensis) kallar den västra antarktiska halvön" . Marint däggdjursvetenskap . 32 (3): 826–838. doi : 10.1111/mms.12302 .
^ Williams, R.; Kelly, N.; Boebel, O.; Friedlaender, AS; Herr, H.; Kock, K.-H.; Lehnert, LS; Maksym, T.; Roberts, J.; Scheidat, M.; Siebert, U. (2014-03-13). "Räkna valar i en utmanande, föränderlig miljö" . Vetenskapliga rapporter . 4 (1): 4170. Bibcode : 2014NatSR...4E4170W . doi : 10.1038/srep04170 . ISSN 2045-2322 . PMC 3952195 . PMID 24622821 .
^ ^a ^b ^c Shabangu, Fannie W.; Findlay, Ken; Stafford, Kathleen M. (april 2020). "Säsonsbetonad akustisk förekomst, del-vokaliserande mönster och bioduck call-typ sammansättning av antarktiska vikvalar utanför västkusten av Sydafrika och Maud Rise, Antarktis" . Marint däggdjursvetenskap . 36 (2): 658–675. doi : 10.1111/mms.12669 . ISSN 0824-0469 .
^ Kasamatsu; Nishiwaki; Ishikawa, Fujio; Shigetoshi; Hajime (23 mars 1995). "Häckningsområden och södergående vandringar av sydliga vikvalar Balaenoptera acutorostrata" ( PDF) . Marine Ecology Progress Series . 119 : 1. Bibcode : 1995MEPS..119....1K . doi : 10.3354/meps119001 . {{ citera tidskrift }} : CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )

[:0-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Risch, Denise; Gales, Nicholas J.; Gedamke, Jason; Kindermann, Lars; Nowacek, Douglas P.; Read, Andrew J.; Siebert, Ursula; Van Opzeeland, Ilse C.; Van Parijs, Sofie M.; Friedlaender, Ari S. (2014-04-30). "Mystiskt bio-andljud som tillskrivs den antarktiska vågvalen (Balaenoptera bonaerensis)" . Biologibrev . 10 (4): 20140175. doi : 10.1098/rsbl.2014.0175 . PMC 4013705 . PMID 24759372 .

[:3-2] Menze, Sebastian; Zitterbart, Daniel P.; van Opzeeland, Ilse; Boebel, Olaf (2017). "Inverkan av havsis, vindhastighet och marina däggdjur på södra oceanens omgivande ljud" . Royal Society Open Science . 4 (1): 160370. Bibcode : 2017RSOS....460370M . doi : 10.1098/rsos.160370 . PMC 5319310 . PMID 28280544 .

[Matthews-3] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Matthews, David; Rod Macleod; Robert D. McCauley (3 november 2004). "Bio-Duck-aktivitet i Perth Canyon. En automatisk detektionsalgoritm" (PDF) . Proceedings of ACOUSTICS 2004 . Hämtad 23 april 2014 .

[4] Van Opzeeland, Ilse (2010). "Akustisk ekologi hos marina däggdjur i polarhaven" (PDF) . Rapporter om polar- och havsforskning . 619 .

[:1-5] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Filun, Diego; Thomisch, Karolin; Boebel, Olaf; Brey, Thomas; Širović, Ana; Spiesecke, Stefanie; Van Opzeeland, Ilse (2020). "Frysta verser: Antarktiska vågvalar (Balaenoptera bonaerensis) anropar övervägande under australisk vinter" . Royal Society Open Science . 7 (10): 192112. Bibcode : 2020RSOS....792112F . doi : 10.1098/rsos.192112 . PMC 7657898 . PMID 33204440 .

[:2-6] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Dominello, Talia; Širović, Ana (juli 2016). "Säsongsvariationer av antarktisk vågval (Balaenoptera bonaerensis) kallar den västra antarktiska halvön" . Marint däggdjursvetenskap . 32 (3): 826–838. doi : 10.1111/mms.12302 .

[7] Williams, R.; Kelly, N.; Boebel, O.; Friedlaender, AS; Herr, H.; Kock, K.-H.; Lehnert, LS; Maksym, T.; Roberts, J.; Scheidat, M.; Siebert, U. (2014-03-13). "Räkna valar i en utmanande, föränderlig miljö" . Vetenskapliga rapporter . 4 (1): 4170. Bibcode : 2014NatSR...4E4170W . doi : 10.1038/srep04170 . ISSN 2045-2322 . PMC 3952195 . PMID 24622821 .

[:4-8] Shabangu, Fannie W.; Findlay, Ken; Stafford, Kathleen M. (april 2020). "Säsonsbetonad akustisk förekomst, del-vokaliserande mönster och bioduck call-typ sammansättning av antarktiska vikvalar utanför västkusten av Sydafrika och Maud Rise, Antarktis" . Marint däggdjursvetenskap . 36 (2): 658–675. doi : 10.1111/mms.12669 . ISSN 0824-0469 .

[9] Kasamatsu; Nishiwaki; Ishikawa, Fujio; Shigetoshi; Hajime (23 mars 1995). "Häckningsområden och södergående vandringar av sydliga vikvalar Balaenoptera acutorostrata" ( PDF) . Marine Ecology Progress Series . 119 : 1. Bibcode : 1995MEPS..119....1K . doi : 10.3354/meps119001 . {{ citera tidskrift }} : CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )