Любопытный случай с древними китами

Yesani Chida Chathu Chothetsa Mavuto

Клад окаменелостей в пустыне Атакама может помочь понять тяжелое положение современных китов.

Чилийские и смитсоновские палеонтологи изучают несколько ископаемых скелетов китов в Серро Баллена, рядом с Панамериканским шоссе в районе Атакама в Чили, 2011 год.

Адам Металло / Смитсоновский институт

Эта история является частью группы историй, называемых Приземленный

Кризис биоразнообразия, объяснение

Каждый год тысячи китов выходят на берег, а это означает, что они оказываются в ловушке на пляжах или на мелководье, и очень сложно понять, почему.

Это не из-за отсутствия попыток. Команды судебных экспертов расследовать выброшенные на мель киты, изучение органов, анализ частей тела с помощью компьютерных томографов, копание содержимого желудка и проверка кожи на наличие рубцов. Но эти дотошные китовые детективы по-прежнему часто не находят ответов.

«Мы можем только примерно в 50% случаев, если и так много, дать вам твердый ответ о том, почему это животное умерло и почему оно застряло», - говорит Дарлин Кеттен , морской биолог из океанографического института Вудс-Хоул, которая называет свою работу CSI: The Beach.

Одна из причин, по которой трудно понять, как умирают киты, заключается в том, что ученые не так много знают о том, как они живут, объясняет Кеттен в последнем выпуске сериала. Необъяснимо , Подкаст Vox о загадках науки. Они широко распространены по всей планете и глубоко ныряют. Есть много вещей об их сложных телах мы еще не понимаем. И эти исследователи часто работают с тушами китов, которые разлагаются в течение нескольких дней, что может исказить оставленные доказательства.

Некоторых выброшенных на берег китов изучать еще сложнее, потому что они очень-очень старые. В 2011, Ник Пайенсон , хранитель ископаемых морских млекопитающих в Смитсоновском национальном музее естественной истории, взялся за холодное дело, которое долгое время оставалось нераскрытым - от семи до девяти миллионов лет, если быть точным.

Пиенсон, который также является автором Шпионить за китами , был в исследовательской поездке в пустыне Атакама в Чили, красивом пространстве из камня и песка, испещренного оранжевыми, бежевыми и пурпурными крапинками из-за присутствия железа и других минералов. Он был там, чтобы исследовать происхождение близлежащего океанского течения, но по пути отвлекся.

По словам Пайенсона, одного из своих коллег, на склоне холма есть все эти скелеты китов: Изображение местозаполнителя для Mario Suarez - сказал ему однажды. Вам нужно это проверить! Это потрясающе!

Холм был известен как Серро Баллена, или Китовый холм, потому что в прошлом здесь находили окаменелые кости китов. Бульдозеры только что проложили путь к новому шоссе, и они обнажили новые скелеты. Когда Пиенсон пошел посмотреть, он был совершенно поражен.

Это был скелет кита за скелетом кита за скелетом кита, от носа до хвоста. Некоторые из них вытянулись почти как снежные ангелы, которых делают дети, вспоминает Пиенсон. Как будто они умерли, и их скелеты не потревожили.

Палеонтологи изучают несколько ископаемых скелетов китов, обнаруженных при строительстве шоссе в Серро Баллена.

Адам Металло / Смитсоновский институт
Люди прочесывают пустыню Адам Металло / Смитсоновский институт

Это было почти неслыханно: полные, прекрасно сохранившиеся скелеты, простирающиеся на 40 футов во всех направлениях. В полевых условиях вы проводите много времени в поисках и часто просто находите валун с несколькими кусочками кости - и это хороший день, - говорит Пайенсон. По-настоящему хороший день - это найти больше, чем просто несколько кусочков кости или частичный скелет. Если ты найдешь голову с этим скелетом - хоумран.

Обработав то, что он видел, Пиенсон понял, что ему придется начать совершенно новый исследовательский проект, чтобы выяснить, что именно произошло с этими китами. Это было похоже на древний берег - возможно, один из наиболее хорошо сохранившихся, - но разгадать его было нелегко. Не было тканей для изучения, поэтому он не мог анализировать органы или кожу, как Кеттен и ее коллеги-исследователи делают с современными китами. Окаменелость также изменяет минералы в костях, а слои горных пород сжимают их в новые формы, поэтому кости были несколько ненадежными свидетелями.

Пайенсон и его коллеги использовали технологию 3D-сканирования для создания модели скелетов китов изучать их дома. Они тщательно проанализировали почву и расположение окрестностей и, наконец, нашли три важных ключа.

Адам Металло и Винс Росси используют лазерные сканеры высокого разрешения для документирования одного из наиболее полных ископаемых китов с участка Серро Баллена. На заднем плане палеонтолог из Смитсоновского института Ник Пайенсон просматривает данные на своем ноутбуке.

Смитсоновский институт

Сначала скелеты запутались друг в друге и почти полностью неоткрыты, что наводит на мысль, что эти животные умерли внезапно. Во-вторых, на этом древнем кладбище обитало много видов - киты, но также и другие взрослые и молодые животные, которые сказали Пиенсону, что гибель не ограничивается китами.

Третий важный ключ к разгадке был получен в результате тщательного изучения местной геологии, согласно которому эти существа умерли в результате четырех отдельных событий в течение примерно 10 000 лет. То, что убивало китов, происходило несколько раз. Это по сути исключало редкое стихийное бедствие, такое как извержение вулкана.

Пиенсон начал думать о циклических изменениях в океане, которые могут быстро убить множество разных животных. «Я начал двигаться к идее, что причиной является вредное цветение водорослей», - говорит он. Цветение водорослей или красные приливы хлопотно по сей день . Они возникают, когда популяции микроорганизмов взрываются в водоеме - иногда, когда сельскохозяйственные стоки затопляют озеро или океан такими питательными веществами, как азот. Эти крошечные организмы могут вырабатывать токсины, которые могут очень быстро оказаться смертельными.

Пиенсон предположил, что сток из богатых минералами прилегающих территорий - минералов, которые все еще придают пескам Атакамы их яркий цвет - мог периодически вызывать цветение водорослей в океане, который когда-то покрывал эту область. Но ему нужны были доказательства, которые были бы подтверждены научным мнением.

Если бы это было новое место преступления, он мог бы порыться в кишках кита, найти кучу токсинов и поймать красную волну с поличным. Но поскольку его месту преступления были миллионы лет, он мог вместо этого изучать только свои фотомодели. Те продолжали показывать, что скелеты китов были окружены кольцами оранжевого осадка - матами оксида железа, которые Пайенсон интерпретирует как возможные водоросли в летописи окаменелостей. Я все думал, это водоросли смерти? - смеясь, говорит Пиенсон.

Кадр из 3D-изображений, полученных Смитсоновским институтом, на котором видны окаменелые кости кита, окруженные оранжевым осадком. Вы можете увеличить эти изображения более близко на Сайт Смитсоновского института .

Смитсоновский институт

Его команда привезла образцы этого оранжевого осадка в США и исследовала их под электронным микроскопом. По словам Пайенсона, изображения включали крошечные сферы подходящего размера, чтобы быть водорослями смерти, но все их отличительные черты были стерты за миллионы лет.

«Мы так близки к дымящемуся ружью», - говорит он. Это дразняще. Но именно так поступает большая часть исторической науки. Вы боретесь с этим и хотите найти ответ. Но иногда доказательства, которые вы можете найти для ответа на свои вопросы, не совсем удовлетворительны.

Джереми Голдбоген, морской биолог из Стэнфордского университета, прочитал статью Пайенсона в 2014 году и сказал журналу Наука что положения различных скелетов, похоже, соответствовали скручиванию.

Дэвид Кэрон, который исследовал цветение водорослей в Университете Южной Калифорнии, также был спросил об исследовании Пайенсона в 2014 году и рассказал Национальная география что современное цветение водорослей также уничтожает широкий спектр морских животных. Конечно есть тысячи смертей морских львов , от десятков до сотен дельфинов, невыразимые сотни пеликанов что все они были уничтожены одним и тем же токсическим событием, сказал он журналу.

Согласно Пайенсону, эти параллели между прошлым и настоящим протекают в обоих направлениях. «Я считаю изучение прошлых миров своего рода путешествием во времени», - говорит он. Вы можете отправиться в прошлые миры, которые кажутся почти инопланетными.

Пайенсон говорит, что даже если ему так и не удастся точно определить, что произошло на Серро-Баллене, это место предполагает, что выбросы на берег китов происходили за миллионы лет до того, как появились современные люди. Это полезный контекст для исследователей, которые сегодня пытаются предотвратить выбросы на берег.

Например, большая часть окаменелостей происходит от усатых китов, хотя сегодня усатые киты составляют лишь небольшую часть китов, выброшенных на берег. Так что же изменилось между тем и сейчас? Во-первых, столетия китобойного промысла привели к сокращению популяций усатых китов, говорит Пайенсон.

«Эти выбросы на берег происходят с тех пор, как появились киты», - говорит Кеттен. Но сейчас люди вносят свой вклад в проблему, будь то из-за китобойного промысла, загрязнения пластиком или изменения климата. Мы должны нести ответственность за действия, которые мы совершаем в океане, которые могут ... приводить к тому, что животные становятся менее приспособленными, менее здоровыми, менее способными к воспроизводству, спариванию, поиску пищи.

Окаменелости китов, подобные тем, которые Пиенсон изучал в пустыне Атакама, могут служить своего рода снимком или базой, показывая, как выглядели киты на берег до того, как появились люди. И чем больше исследователей узнают о далеком прошлом, тем больше они узнают о влиянии человека на этих величественных млекопитающих.