Per anni si è pensato che i capodogli e gli elefanti marini detenessero il record mondiale di respirazione sott’acqua. Ma questi animali non hanno nulla da invidiare alle balene dal becco.
Utilizzando tag digitali temporaneamente incollati per aspirazione a due specie di balene dal becco, i ricercatori guidati dagli scienziati della Woods Hole Oceanographic Institution hanno seguito le tracce delle balene dal becco di Cuvier che si immergono a profondità di quasi 6.230 piedi (1.900 metri) e rimangono giù per 85 minuti. Hanno anche documentato i più piccoli zifidi di Blainville che si immergono fino a 1.250 metri per 57 minuti.
“Questi dati stabiliscono che gli zifidi sono i campioni di apnea estremi di tutti gli animali studiati finora”, ha detto l’ingegnere dell’OMSI Mark Johnson, che ha sviluppato i “D-tags”, che registrano i movimenti delle balene, le loro ecolocazioni e altri suoni subacquei.
“Poiché questi animali trascorrono gran parte della loro vita sott’acqua, sapevamo molto poco su di loro oltre a ciò che potevamo imparare dagli spiaggiamenti e vedere dalle navi di ricerca”, ha detto il biologo dell’OMSI Peter Tyack, autore principale di un articolo pubblicato nell’ottobre 2006 nel Journal of Experimental Biology. Ora sappiamo di più sul comportamento delle balene becche in profondità di quanto molti di noi abbiano mai sognato”.”
Lavorando con i colleghi dell’Università di La Laguna in Spagna, l’Università di Aarhus in Danimarca, BluWest e il Centro di Ricerca Sottomarina della NATO in Italia, gli scienziati del WHOI hanno etichettato e studiato sette balene dal becco di Cuvier (Ziphius cavirostris) nel Mar Ligure al largo della costa italiana e tre balene dal becco di Blainville (Mesoplodon densirostris) al largo dell’isola di El Hierro nelle isole Canarie in Spagna nel 2003 e 2004. Entrambi i siti vantano canyon sottomarini spalancati che si immergono più di 2.000 metri sotto la superficie dell’oceano.
Pranzo profondo
I dati delle D-tags (vedi “D-Tagging insieme alle balene”, sotto) possono aiutare a rispondere alle domande che circondano i possibili impatti dei test sonar sulle balene becco, che sono state trovate arenate con sintomi di malattia da decompressione dopo esercitazioni navali in entrambe le regioni. Le informazioni hanno anche fatto luce sull’oscuro e misterioso mondo dei cetacei.
Tyack ha detto che la capacità di immersione dei cetacei ha superato i campioni in carica di respirazione come i capodogli e le foche elefante. I capodogli, che sono stati studiati molto più ampiamente, possono immergersi per più di un’ora a profondità maggiori di 4.000 piedi (1.200 metri), ma in genere si immergono per 45 minuti a profondità di 2.000 a 3.280 piedi (600 a 1.000 metri). Le foche elefante possono trascorrere fino a due ore a profondità di quasi 5.000 piedi (più di 1.500 metri), ma in genere si immergono solo per mezz’ora a 1.640 piedi (500 metri).
“Non siamo ancora sicuri della fisiologia che sta dietro al modo in cui le balene dal becco lo fanno”, ha detto Johnson, “ma in un modo o nell’altro, lo fanno, e si guadagnano da vivere con questo”
Le balene dal becco si immergono in profondità per nutrirsi di calamari e pesci d’acqua profonda. Durante le immersioni profonde, gli idrofoni sui D-tags hanno registrato regolari click di ecolocalizzazione e ronzii, così come gli echi di ciò che sembrava essere preda-forte prova che le balene stavano usando ecolocalizzazione per foraggio.
Dettagli del comportamento alimentare emergono
Accelerometro e magnetometro sensori sui tag combinato con gli idrofoni per indicare che le balene becco sono altamente selettivi su ciò che mangiano. In almeno un’occasione, due balene sono scese in tandem e si sono nutrite nelle stesse vicinanze, nutrendosi in modo indipendente, ma rimanendo abbastanza vicine da tenere sotto controllo l’una con l’altra ascoltando i click dell’altra, ha detto Tyack.
Nel suo laboratorio, Tyack ha riprodotto un file del computer che giustapponeva il movimento delle balene e i dati audio raccolti dalle D-tags. Il file mostra dei punti (che rappresentano le balene) che scendono e fanno serie regolari di click di ecolocalizzazione alla ricerca di cibo. Di tanto in tanto, i clic accelerano, indicando i momenti in cui ogni balena ha trovato e cercato di catturare la preda, ha detto Tyack.
“Fino a un certo punto, c’era sicuramente un certo grado di sincronia nei loro movimenti di immersione”, ha detto recentemente. “Non so se hanno un meccanismo sociale per catturare le prede, ma forse rimangono in contatto per trovare la zona migliore.”
Gli scienziati hanno osservato che gli zifidi si impegnano nell’ecolocalizzazione solo nelle parti più profonde delle loro immersioni, e che questi click hanno poca energia al di sotto dei 20 kiloHertz, ben oltre la gamma dell’udito umano. Per Tyack, questi dati suggerivano che gli animali stavano facendo del loro meglio per non essere individuati dai predatori come le orche e gli squali bianchi, che generalmente pattugliano solo le parti più alte della colonna d’acqua.
Possibili impatti del sonar
I dati del D-tag hanno mostrato che una volta che le balene raggiungevano la superficie dopo un’immersione profonda, rimanevano vicino alla superficie facendo immersioni poco profonde per un’ora o più. Sembra che le balene si immergano così a lungo da consumare la maggior parte delle loro riserve di ossigeno prima che l’immersione sia terminata e debbano ricorrere al metabolismo anaerobico per una parte delle loro immersioni. Il comportamento delle immersioni poco profonde sembra indicare che le balene potrebbero aver bisogno di riposare per elaborare l’acido lattico, un sottoprodotto del metabolismo anaerobico, prima di imbarcarsi nelle loro prossime immersioni profonde. Tyack ha paragonato questo processo di recupero al “modo in cui gli atleti umani usano un esercizio leggero per eliminare l’acido lattico dai muscoli sovraccarichi dopo un allenamento intenso.”
I dati indicano anche che dopo le loro immersioni profonde, le balene risalgono lentamente. Questo comportamento è misterioso perché gli animali, essendo subacquei in apnea, non devono risalire gradualmente per evitare la decompressione come farebbero i subacquei: La pressione sottomarina sotto i 330 piedi (100 metri) fa collassare i polmoni degli animali, impedendo al gas di entrare nel loro sangue, ha detto Tyack.
“Perché non rimangono più a lungo in profondità per nutrirsi e poi risalgono più rapidamente? Ha chiesto Tyack. “Nonostante gli adattamenti fisiologici delle balene per evitare la decompressione, le necroscopie sui cetacei che si sono arenati dopo i recenti test del sonar hanno mostrato che gli animali avevano sintomi compatibili con la malattia da decompressione. Tyack ha suggerito che il sonar può provocare cambiamenti comportamentali che rendono le balene vulnerabili all’arenamento.
Tyack ha detto che è imperativo per gli scienziati contribuire a ridurre l’impatto del sonar sulle balene in futuro. Nei loro sforzi in corso, lui e i colleghi useranno array di idrofoni al largo delle Bahamas quest’estate per rilevare le ecolocalizzazioni rivelatrici degli zifidi e condurre esperimenti controllati per misurare come gli zifidi rispondono agli stimoli sonori simili al sonar. Nel frattempo, Johnson, sta lavorando su una sorta di “sistema di allarme precoce a distanza” per le balene dal becco che potrebbe aiutare ad avvisare il personale della marina della presenza di balene dal becco prima di avviare il sonar.
I finanziamenti per sviluppare le D-tags sono stati forniti da un Cecil H. and Ida M. Green Technology Award dell’WHOI e dall’Office of Naval Research. I finanziamenti per il lavoro sul campo delle balene becche sono venuti dal Programma Strategico di Ricerca e Sviluppo Ambientale, dal Programma Nazionale di Partenariato Oceano, dalla Fondazione Packard, dal Governo delle Isole Canarie e dal Ministero della Difesa spagnolo. BluWest, il NATO Undersea Research Center e il governo di El Hierro hanno fornito il supporto sul campo.
D-Tagging insieme alle balene
Sono più piccoli di un sandalo e non molto più tecnologicamente sofisticati di un iPod, ma i D-tags hanno rivoluzionato il modo in cui gli scienziati studiano le balene. I tag, inventati nel 1999 dall’ingegnere del Woods Hole Oceanographic Institution Mark Johnson, sono strumenti che registrano i movimenti e i suoni dei mammiferi marini, e i suoni che li circondano nel loro inaccessibile ambiente sottomarino.
Johnson ha sviluppato i tag per capire meglio cosa fanno le balene nelle profondità. Oggi, gli scienziati del WHOI li stanno usando per fare proprio questo, incorporando la tecnologia in progetti di ricerca che coinvolgono balene dal becco, capodogli e orche, per citarne alcuni.
“I D-tags sono utili per studiare il comportamento di qualsiasi mammifero marino, ma i loro punti di forza vengono fuori con animali che vengono in superficie solo per pochi secondi alla volta”, ha detto. “Con questa tecnologia, è possibile registrare il comportamento degli animali nel buio pesto della mezzanotte, un miglio sotto la superficie del mare, con lo stesso dettaglio che si potrebbe in un laboratorio.”
L’hardware dietro queste prodezze consiste in idrofoni per catturare suoni fino a 196 kiloHertz, così come un accelerometro e magnetometro per misurare l’orientamento degli animali 50 volte al secondo mentre stanno nuotando. Include anche 6 gigabyte di memoria, una batteria che dura fino a 24 ore, e un interruttore di acqua salata che accende il dispositivo nel momento in cui colpisce l’acqua.
Tecnologicamente parlando, Johnson ha detto che alcuni di questi componenti non sono molto diversi da quelli che si trovano in popolari dispositivi digitali portatili come l’iPod. Ha notato che le generazioni future del dispositivo possono anche incorporare ricevitori Global Positioning System che possono prendere un waypoint ogni volta che l’animale soggetto viene in superficie.
“Più funzionalità possiamo aggiungere, meglio è”, ha detto del dispositivo da 3.000 dollari.
Nessuno di questi aggeggi sopravviverebbe alle profondità marine senza protezione dalla pressione. Con questo in mente, la tecnologia è racchiusa in modo sicuro in una custodia di poliuretano delle dimensioni di un telefono cellulare riempita di olio. La custodia si attacca ad una balena per una media di 8-12 ore con una serie di ventose in silicone. Gli scienziati si avvicinano in barca e fissano il dispositivo con un’asta portatile.
Naturalmente l’atto di applicare un D-tag non è facile; attualmente, Johnson ha detto che ci sono solo una manciata di ricercatori che conoscono la tecnica. Man mano che i tag diventano più diffusi al WHOI e in altri istituti di ricerca in tutto il mondo, ha detto che prevede di ospitare workshop per raddrizzare la curva di apprendimento.