עבור מדענים, נתחי שעוות אוזניים של לוויתן יכולות להיות גזעי אוצר ביולוגיים

שעוות אוזניים של לוויתן? באמת? זה מוזר בכל כך הרבה מישורים - שללווייתנים יש אפילו שעוות אוזניים, שמישהו חשב ללכת לחפש משהו כזה, ושהמוזיאון הלאומי להיסטוריה טבעית של סמיתסוניאן אחסן לא אחד, לא עשר, אלא כ -1, 000 דוגמאות של אטמי שעווה לווייתן ל. מעל 50 שנה.

תוכן קשור

• שני מדעני סמית'סוניאן חוזרים על נסיבות הנסתרות של תולדות המוות והשינוי בשנת 1866
• תצוגה ציבורית נדירה של כתב יד מאיה מהמאה ה -17
• גולגלות הגורילה של דיאן פוסי הן אוצרות מדעיים וסמל להילחם
• על שכבותיו, אצות קורלינה מדהימות זו מחזיקות בסודות אקלים עבר

והדגימות הללו, שלפני זמן לא רב אספו אבק וכמה שאלות לגבי ערכן, הופכות כעת את הקהילה המדעית שלה (חכה לזה). . . אוזן.

הסיבה לכך היא שהם הרבה יותר מהאובייקטים המוזרים, הקווידידיאנים והגסים למדי שהם נראים. אנו לומדים כעת כי דגימות של שעוות אוזניים של לוויתן ייחודיות למדי ביכולתן לתאר את ההיסטוריה של חייהם של היונקים הימיים הארוכים ביותר, כמו גם לתת לנו הצצה למקום ולזמן בו איננו יכולים להגיע לשום דרך אחרת. הם למעשה כמוסות זמן פיזיולוגיות ואקולוגיות, ולמדענים חוקרים שמנסים להבין טוב יותר את האוקיינוסים בעולם הם זהב מלא.

"זו דוגמה טובה לדגימות שנאספו למטרה אחת לפני הרבה שנים רבות - הראשונות נאספו בראשית המאה העשרים בערך - וכעת כשאנחנו מוצאים דרך אחרת לחקור את הדגימות האלה, אנו מסוגלים כדי לגלות שיש להם סיפור אחר לגמרי לספר ", אומר החוקר הסמיתסוניאני צ'רלי פוטר, שהיה מנהל האוספים של המוזיאון בחטיבת הזואולוגיה של חוליות עד לפרושתו בשנת 2015.

"נתחיל לשאול שאלות שאיש לא חשב אפילו לשאול את החיות האלה, מכיוון שאיש לא יכול לחזור אחורה בזמן. אבל אלה מאפשרים לנו לעשות זאת, "אומר סטיבן ג'יי טראומבל, פרופסור חבר לביולוגיה ופיזיולוג בעלי חיים מאוניברסיטת ביילור. "לפעמים זה כמעט נראה מדהים מכיוון שאנחנו מקבלים כל כך הרבה מידע."

כמו מרבית החידושים במדע, גם חקר שעוות אוזניים של לוויתן - המכיל אטמי אוזניים - נבעו מדגמי ליבה אוקיאניים על ידי שאלת שאלה שאיש לא חשב לשאול, ובחינת המובן מאליו מנקודת מבט שונה לחלוטין.

עוד באותו היום, כששחטנו לווייתנים בנטישה פזיזה, גילו לווייתנים את אטמי האוזניים כשנתחו את ראשי מחצבותיהם המצערות. אטם אוזניים של לוויתן מאוספי מוזיאון הטבע הוא אחד ממאות דגימות המוצגות לעתים נדירות בתערוכה "אובייקטים של פלא", שנפתחה ב- 10 במרץ, 2017. המופע בוחן את התפקיד הקריטי שאוספי המוזיאון ממלאים במדע חיפוש אחר ידע.

מתקן האחסון פול א 'גרבר העצום של הסמית'סוניאן בסוויטלנד, מרילנד, הוא המקום בו מדענים מוזיאונים מאחסנים את אוסף היונקים הימיים. (דונלד א. הרלברט)

"תעלת האוזן החיצונית בקטנים אטומה בפני השטח", אומר הביולוג הימי רנדל וו. דייוויס, בטקסס A&M בגאלווסטון ופיזיולוג יונקים מוביל. "יש שריד מתעלת השמיעה החיצונית, אבל זה לא פתוח לסביבה. שמן עדיין מופרש באוזן, אך הוא מצטבר במטריקס אורגני נפלא זה שהונח בשכבות מאוד ברורות. "

בדומה לטבעות עץ, השכבות עוברות באופן קבוע מחושך לאור, מה שמעיד על תקופות של צמיחה. מאז תחילת המאה העשרים, טוען טראומבל, מדענים הבינו כי ניתן להשתמש בשכבות אלה לקירוב לגיל בעל החיים. אבל זה כמעט כל מה שהם שימשו אליו, מלבד שהם מוצגים כסקרנים.

יום אחד לפני כחמש שנים דיבר טרומבל, המתמחה בפיזיולוגיה של יונקים ימיים, על שכבות אלה עם עמיתו סשה אושנקו, מנהל התוכנית לתואר שני במדעי הסביבה של ביילור וכימאי אטמוספרי וסביבתי.

"והוא אמר, 'זה דומה לחומר הליבה של המשקעים בו אתה סופר שכבות במשקע', ושנינו הסתכלנו אחד על השני ואמרנו, בסדר ... '' מניסיונו של אוסנקו, ליבות המשקעים היו אוצרות מידע על עבר אקלים וסביבות.

הצלחנו לגלות שלשעוות אוזניים של לוויתנים יש סיפור אחר לגמרי לספר, אומר החוקר הסמיתסוניאני צ'רלי פוטר (למעלה). (דונלד א. הרלברט)

"הם מסוגלים להקליט ולארגן מידע כימי, ואנחנו יכולים לקבל מגמות ממידע זה", הוא אומר, "ליבות שוניות, ליבות קרח, כל מיני סוגים. כאשר אנו מתאימים את הפרופיל הכימי לרצף זמן, אנו יכולים לשחזר כיצד היה היבט כלשהו של הסביבה בעבר. כמות המידע שהגיע מאותם סוגים של מטריצות היא מדהימה. "

אז לאילו שאלות יכולה המטריצה ​​האורגנית שהיא אטם אוזניים של לוויתן לתת תשובה?

הם שאלו את פוטר אם יש לו שעוות אוזניים של לוויתן באוספי מוזיאון הטבע. האם אי פעם. בסוף שנות השישים, לקראת סוף השתתפותה של ארצות הברית בלווייתנים צידיים תעשייתיים, משרד הלשכה לדייג (כיום השירות הלאומי לחוות הדייג הימית) קצר מגוון רקמות ודגימות של לווייתנים מתים למחקר. אטמי האוזניים הסתיימו במכון סמיתסוניאן - משטחים ומשטחים מהם.

נרגש מהתיאוריה של טרומבל ואוסנקו, פוטר הציע כמה אטמי אוזניים ורעיונות לגבי מה שהם יכולים לחשוף. לאחר כ -18 חודשים רק כדי להבין כיצד לעבד את הדגימות בהצלחה, עבודתם המוקדמת הראתה דפוסים במזהמים סביבתיים בדומה למה שהם ראו מונחים ברקמות כמו שפיכה, שתואמים תקופות האכלה בעקבות זמני נדידה וצום.

מעקב עם עוד שאלות ותקע אוזניים של לוויתן כחול שספג שביתה באונייה מול חופי קליפורניה ונשטף בשנת 2007 (סיפק מוזיאון סנטה ברברה למדעי הטבע), Usenko, Trumble, Potter ושני מחברים משותפים נוספים. פרסם מאמר בשנת 2013 בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.

הוא תיאר כיצד אטם האוזן של הלוויתן הכחול לא רק תפס את ההיסטוריה של המזהמים שהלוויתן נקלע לכל אורך חייו, אלא גם את היומן הפיזיולוגי שלו של שינויים הורמונליים וכימיקלים הקשורים למתח שהמדענים יכלו לקשר לאירועי חיים גדולים כמו גיל ההתבגרות, הריון ולידה. נתונים בסיסיים אלה יכולים לעזור למדענים להניח הנחות אמת-קרקע בהן השתמשו כדי לקבוע גיל, תקופות הריון ושיעורי לידה, למשל - כל המידע העוזר לקובעי המדיניות לקבל החלטות מושכלות יותר בנושא ניהול המינים.

אולי אפילו יותר חשוב, אטם האוזניים סיפק את כל הנתונים הללו על ציר זמן מדיד, תוך דיוק של חצי שנה. מכיוון שכל להקה בתקע הונחה בפרקי זמן של כחצי שנה, החוקרים יכלו לקבוע בדייקנות רבה מתי התרחשה חשיפה או אירוע מסוים. והם ידעו כי אטמי אוזניים יאפשרו להם גם להגדיר נתונים בסיסיים מהם יוכלו להשוות ולמדוד לא רק את חשיפתו של לוויתן אחד לדברים כמו כספית וחומרי הדברה במהלך חייו במים שונים, אלא גם לווייתנים אחרים באוקיינוסים אחרים ובעשורים אחרים לצורך השוואה. מחקר - היסטוריה כימית וביולוגית לא רק של הלווייתנים, אלא האוקיאנוסים בהם שחתו.

כך למשל ניתן לבחון אטם אוזניים שנלקח בשנת 1910 מלווייתן אפור שהיה באוקיאנוס השקט מול סן פרנסיסקו - שתלוי בגילו, יכול היה לחיות בראשית עד אמצע 1800 - ולהשוות את הנתונים שלו לווייתן לווייתן אפור באותו האוקיאנוס בשנת 1970 או בהווה (אם אחד שוטף מת, זו הדרך העיקרית בה מדענים משיגים דגימות עכשוויות).

האם הילדות היו זהות? אילו מזהמים היו באחד, אך לא באחר, ומדוע? מאיפה אולי מזהמים כאלה הגיעו? האם רמות הלחץ זהות, ואם לא, מדוע לא? מה גרם לאירועי לחץ? השאלות נעשות כמעט אינסופיות.

"זה אפילו יותר ייחודי ממשהו כמו משקעים, מכיוון שהוא מייצג אינדיבידואל והוא זז להסתובב, ויש להם תקופות חיים ארוכות עד כדי גיחוך, והרבה פעמים הם חיים בחלקים מהפלנטה שלעתים קרובות אין לנו גישה אליהם, Usenko אומר. "זה כלי רב עוצמה שאנשים אמרו לנו בעצם 'מעולם לא חשבתי שאצליח לשאול את השאלות האלה'. ''

"הם מצאו חלון חדש לחלוטין לפיזיולוגיה וחשיפה סביבתית לכימיקלים מסוימים. . . שאלות שקשה מאוד לענות עליהן אחרת ", אומר דייוויס. "אם אתה הולך להקפיץ לוויתן ומנתח את כל הרקמות שלו, יש לך תמונת מצב יחידה בזמן שעשויה לייצג כמה שבועות או חודשים. אבל אם היה לך מכשיר פיזיולוגי בחיה ההיא שמנהל את כל חייה, זה הופך להיות בעל ערך להפליא, וזה מה שהם. "

כעת, לאחר שהחלו לחשוף את תעלומות אטמי האוזניים, אושנקו, טראומבל ומדענים אחרים מכורים את הדגימות הללו לצורך נתונים. עד כה עיבדו כשני תריסר תקעים - חלקם מהאוסף של מוזיאון הטבע, אחרים ממוזיאונים ברחבי העולם, ואחרים ממצוד לווייתני לווייתן של ראש האינואיט העכשווי - מנסים לרחוב דורות, גיאוגרפיות ומינים. (הערה: לא כל הלווייתנים מייצרים אטמי אוזניים. למינים קטנים יותר, למשל, יש תעלות אוזניים בצורת שונה שאינן יכולות להכיל אותם.)

Trumble מתעניין, למשל, בכוחות חיצוניים שיוצרים לחץ. מדוע, למשל, רמות הקורטיזול - מדד כימי של לחץ - עולות ויורדות בלווייתן של ראש הלוח הקדום שנהרג לאחרונה מברוב, אלסקה, ואילו בלווייתן הכחול 2007, רמות הלחץ היו גבוהות בעקביות?

"האם זו פונקציה של המקום בו היה הלוויתן הכחול, כמו אזור שילוח כבד? או שזה היה רק ​​החיה ההיא עצמה? ”הוא שואל. הוא גם מנסה לראות אם בעלי חיים, למשל, משנות השמונים, היו לחוצים יותר מאלו ששחו בשנות העשרים; עד כה, הנתונים מצביעים על כך שרמות הלחץ על בסיס הבסיס היו נמוכות יותר בקרב בעלי חיים לפני דורות. "אנחנו לא יודעים למה לייחס את זה; האם זה רעש, כימיקלים, אוכל, חוסר אוכל? אנחנו עדיין לא יודעים. . . עם כל תקע שאנו מקבלים, נראה שיש עוד שאלות שעלינו לענות עליהן. "

"חפצי הפלא: מאוספי המוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע" מוצג ב -10 במרץ 2017 עד 2019.