במשך מרבית חיי הנודדים שלו, הפטרל בהוואי הוא תעלומה, הנוסעת במקום מסתורי. כשהם חוזרים ליבשה - לכמה איים ספציפיים בהוואי - רק כדי לקנן ולהתרבות, ציפורים פלגיות אלה, שנמצאות ברשימת המינים בסכנת הכחדה מאז 1967, הן בעיקר נוולים של צפון האוקיאנוס השקט, מרחב עצום בין קו המשווה לבין אלסקה איי Aleutian.
כיוון שכך, הם מין נרחב בתוך מערכת אקולוגית אדירה המתחמקת מדענים שפועלים להבין כיצד שינויים באקלים, נוהגי דיג תעשייתיים והשפעות טבעיות ואנושיות אחרות משפיעות על האוקיאנוס השקט. כעת עצמות הציפורים הללו - חלקן ישנות כמו 2000 שנה - מספקות למדענים חלון ייחודי לעברו האקולוגי של האוקיאנוס, כמו גם נתונים על בסיס הבסיס ממנו ניתן להבין טוב יותר את ההווה שלו ולשקול את עתידו.
תוצאות מחקר שפורסם לאחרונה, שפורסם בכתב העת Proceedings of the Society Society B, מראים כיצד בחינה מעודנת של כימיה של העצמות מאשרת שינוי ברשת המזון בצפון האוקיאנוס השקט - הרשת המורכבת, המחוברת, קשורה של רשתות מזון המקיימת כל זן מ הפלנקטון המיקרוסקופי ביותר לוויתן הכחול הענק. בעיקרו של דבר, העצמות מספרות למדענים כי שרשרת המזון של דלקים, במאה השנים האחרונות, הלכה והתקצרה.
איך ומדוע לא ברור, אבל ההבנה היכן המין אוכל בשרשרת מזון היא קריטית לא פחות - ומנקודת מבט לטווח הארוך אפילו יותר חשובה - ממה שהם אוכלים.
אז המידע הזה, והשיטות החדשות בהן מדענים משתמשים בכדי לחקור את העצמות עצמן, מספקים דרך להתחיל לענות על השאלות הללו.
"אם מתרחשות שינויים גדולים במערכת האקולוגית הזו, ואין לנו דרך לבדוק כמה מהר ומה גדול המשמרות הללו, אז קשה לנו לנהל את המשאב. קשה לנו לחזות אם יכולה להיות נקודת מפנה שבה יכולים לחולל שינויים גדולים עוד יותר ", אומרת הלן ג'יימס, זואולוגית מחקר ואוצרת ציפורים במוזיאון הטבע הלאומי להיסטוריה של סמית'סוניאן, שהיא סופרת משותפת למחקר. .
עצמות אלה, רבות מהן ממוזיאון ההיסטוריה הטבעית וממוזיאונים אחרים, כמו גם מציפורים אחרונות, מאפשרות למדענים לספר סיפור לטווח הארוך שלא יסולא בפז, המתוארך לפני אלפי שנים ועד ימינו.
"ברגע שיש לך בסיס בסיס לנתונים מסוג זה, המשך לדגום לעתיד יכול להיות דרך נהדרת לאתר סימנים של לחץ במערכת האקולוגית", אומר ג'יימס.
עצמות ארכיאולוגיות וגולגולת (משמאל) וגולגולת מודרנית (מימין) של הפטרל ההוואי שנערך באוספי המוזיאון הלאומי להיסטוריה טבעית של סמיתסוניאן. העצמות הארכיאולוגיות הן בנות כשנתיים. (בריטני מ. האנס) 
אותות ביוכימיים בעצמות ובגולגולות של פטרלים בני 200 שנה (למעלה) ודגימות מודרניות (בתחתית) יכולים לספק תובנה חשובה לגבי תזוזות רחבות היקף ברשתות המזון של האוקיינוס לאורך זמן. (דונלד א. הרלברט) 
"דגימות המוזיאון הללו ראויות לציון למידע שהם יכולים לספק על העבר, " אומרת הלן ג'יימס. (דונלד א. הרלברט) רשתות המזון נראות ליניאריות ופשוטות למדי; הם מהווים דרך אכילה ספציפית ברשת המזון. לדוגמה, כריש אוכל טונה שאכלה דגי תוכים שאכלו אלמוגים שאכלו פיטופלנקטון. איפה המינים אוכלים בשרשרת מזון חשוב לדעת, ומדענים מגדירים זאת על סמך מה שמכונה רמות טרופיות.
ברמה הראשונה הם המפיקים המשתמשים באור כדי פוטוסינתיזציה ומייצרים מזון; אלה הם בעיקר פיטופלנקטון המהווים את הבסיס של כל רשת המזון האוקיאנית ושלל שרשראותיה. בדרגה שתיים עופות אוכלי עשב - חיות מרעה קטנטנות כמו זואופלנקטון, מדוזות, קיפודי ים, כמו גם בעלי חיים גדולים יותר כמו תוכים וצבים ירוקים - עוברים דרך הים, רועים בצורה אופורטוניסטית. דרגה שלוש מורכבת מקרניבורים קטנים כמו סרדינים, מנהאדן ומינים אחרים הניזונים מהעשבייה ובעיקר משמשים כמזון למין ברמה ארבע, כאשר הטורפים הבכירים כוללים דגים גדולים, יונקים וציפורים - כמו פטרלים הוואי - אשר לאכול את הקרניבורים הקטנים יותר.
למרות שרשתות המזון נבדלות זו מזו מכל בעל חיים, מכיוון שהן קשורות זו בזו בתוך רשת המזון הגדולה בהרבה, אך מה שקורה לשרשרת המזון של בעל חיים אחד יגרום תמיד לתזוזה במקום אחר ברשת.
אם, למשל, התרגול של כרישי סנפיר מרוקן את אוכלוסיית הטורפים ברמה ארבע זו באזור מסוים, בעלי החיים בהמשך שרשרת המזון של הכרישים יהפכו לשופעים יותר (פחות כרישים לאכול אותם).
לפתע, הם אוכלים יותר מבעלי החיים שמתחתם. מינים המשיקים לשרשרת המזון של הכרישים, שנראים כי אין להם שום קשר לכרישים אך תלויים בבעלי החיים הקטנים יותר שנעלמים לפתע בלחץ האכלה רב יותר, יראו שמקורות המזון שלהם מופרעים ועלולים גם להיאלץ לאכול מינים בנמוכים ברמה הגביעית. זהו למעשה שינוי טרופי - אורך שרשרת המזון של המין השתנה.
וזה מה שחושפת כימיה של עצמות הבנזין של הוואי בצפון האוקיאנוס השקט. בשנת 2013 ג'יימס ומדענים אחרים ניגשו לראשונה לשאלה זו על ידי חקר העצמות של כל אוכלוסיית גידול של המין - אפשרי, מכיוון שהם מתרבים רק באיים ספציפיים בהוואי.
"כל פיטל טס מרחקים גדולים מעל צפון האוקיאנוס השקט, ניזון לאורך הדרך ומשלב אט אט חנקן מהתזונה שלו בחלבון בעצמותיו", אומר ג'יימס. "תאר לעצמך שהיה לנו מזל"ט ושחררנו אותו על שטח עצום זה, והוא טס על פני האוקיאנוס לוקח דגימות של רשת המזון באופן שיטתי. לאחר פטירת הפטרל (או המל"ז), נשמר מידע על הרגלי האכלה שלו מאות או אלפי שנים בתוך עצמותיו. אם אנו יכולים למצוא עצמות אלו ולחלץ מהן חלבונים, יש לנו מקור בלתי צפוי של נתונים על האופן שבו רשתות המזון של האוקיאנוס השתנו בהיקף נרחב, לאורך זמן. "
המדענים לא יכולים לדעת בדיוק מה הציפורים אכלו - מידע מסוג זה, כמובן, לא יכול להיות מאוחסן בעצמות. אך על ידי חקירת הכימיה בעצמות, הם יכולים לקבוע את הכימיה של המזונות שאכלו הציפורים, ובאמצעותם ניתן לראות אם חל שינוי.
"כשמסתכלים על אוכל ברמה כימית, יש מספר כימי אחד שאפשר להגיע אליו שאומר משהו על שרשרת המזון של הציפורים, שלא יכולת היה לך אם רק הייתה לך רשימה של מה שהציפור אכלה אתמול, " אומר ג'יימס. . "אז יש יתרון אמיתי להביט בחתימה כימית זו אם אתה רוצה להסתכל על מגמות ארוכות טווח."
במחקר שנערך בשנת 2013 בדקו המדענים חנקן המשולב במצטבר וצפוי כאשר אורגניזם אחד אוכל אחר, וגילו כי המין כולו הראה ירידה באיזוטופים של חנקן במהלך 100 השנים האחרונות. זה הצביע על כך ששרשרת המזון של הציפורים הפכה קצרה יותר; אי שם בשרשרת המזון של הציפורים, אוכלים בעלי חיים ברמה הגביעית הנמוכה יותר.
במחקר הנוכחי, המדענים רצו לשכלל את המתודולוגיה שלהם כדי לקבוע שמחקר 2013 אכן חשף שינוי בשרשרת המזון של הציפורים, ולא שינוי שנגרם על ידי הכימיה של החנקן בתחתית שרשרת המזון, כמו אחרים. טען. הפעם הם בדקו את הקשר בין שתי חומצות אמינו ספציפיות לאיזוטופים חנקניים שלהן, שכאשר הן נלקחות יחד, יכולות להצביע על אורך שרשרת המזון של הציפור הספציפית.
שיטה מדויקת יותר זו אישרה שרשת המזון המודרנית של דלקים קצרה מזו העתיקה, אומר ג'יימס.
"יש כמה צעדים בשרשרת המזון שמובילים לדלק, ואנחנו לא יודעים באיזה שלב התחולל השינוי, " היא אומרת. "ניתן להעלות על הדעת שהם אוכלים את אותו מין מזון, אבל המינים האלה אוכלים משהו שונה."
כמו במחקר הראשון, המחקר החדש מצביע על כך שיש לקחת בחשבון את הדיג התעשייתי, שהחל בהיקף נרחב באוקיאנוס השקט בראשית שנות החמישים, כמקור אפשרי לשינוי זה.
"אנו יודעים שברבים מהאזורים הימיים של מדף היבשת, קיימת תופעה זו של דיג במורד המזון - הוצאת הרבה דגים טורפים גדולים מהאוקיאנוס. טורפים קטנים יותר נעשים בשפע יותר והם צריכים לאכול, "אומר ג'יימס. לפיכך, גודל המלכודת הממוצע הופך קטן יותר, הן עבור בני אדם והן מינים אחרים.
הנתונים החדשים מעצמות הפטרל יסייעו ליידע מחקרים שוטפים ומעקב אחר אוכלוסיות הדגים כדי לעזור להבין טוב יותר את מה שקרה באוקיאנוס העצום המאתגר כל כך לחקר.
"מה שאנחנו מסוגלים להכניס לסיפור הזה הם נתונים היסטוריים באיכות טובה, במיוחד חזרה למקום בו בני האדם לא השפיעו על המערכת האקולוגית של האוקיאנוס, " אומר ג'יימס.
בעתיד קדימה, היא ומדענים אחרים מרחיבים את המחקר שלהם ומיישמים את המתודולוגיה הכימית של המחקר החדש על מינים אחרים, כולל אלטטרוס ליסאן ומי הגזירה של ניואל. שניהם, כמו פטרל הוואי, מקננים בארכיפלג בהוואי, אך הם מזינים באזורים שונים באוקיאנוס, שיספקו מידע נוסף לבחינת מגמות רחבות האוקיאנוס. מי הגזירה של הניואל נמצאים בסכנת הכחדה, ואילו האלברטר של ליסאן נחשב "כמעט מאוים".
"דגימות המוזיאון האלה ראויות לציון למידע שהם יכולים לספק על העבר, " אומר ג'יימס. "הם מאפשרים לנו ללמוד כמה דברים ממש לא צפויים על אקולוגיית האוקיאנוס."
