Rzetelne pomiary oddechu dzikich delfinów
Obecnie wykorzystywane techniki pozwalające na szacowanie zużycia energii przez swobodnie pływające delfiny umożliwiają uzyskanie jedynie bardzo niedokładnych danych, w niektórych przypadkach przeszacowanych nawet o ponad 200 %. Ponadto zgromadzone dane na temat zużycia energii są przedstawiane w zbyt długich okresach czasu, co powoduje, że wykrywanie reakcji zwierząt na określone zdarzenia lub warunki jest niezwykle trudne. Skutkiem tego są problemy w ocenie i szacowaniu wymagań energetycznych waleni, a także braki w wiedzy na temat ich reakcji na czynniki wywołujące stres, takie jak na przykład dźwięki wytwarzane przez człowieka. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu RATE powstały pierwsze rzetelne szacunki dotyczące zużycia energii przez pływające swobodnie oraz kontrolowane walenie dzięki wykorzystaniu technik z zakresu medycyny ludzkiej w celu uzyskania danych na podstawie dźwięków oddychania zwierząt. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-- Curie”. Badanie pracy płuc podczas pływania W środowiskach laboratoryjnych naukowcy są w stanie mierzyć różnorodne parametry dotyczące układu oddechowego, jednak dotychczas nie prowadzono praktycznie żadnych badań objętości oddechowej dziko żyjących zwierząt. Jak twierdzi dr Julie van der Hoop, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie”: „Chcieliśmy opracować technikę szacowania ilości powietrza wymienianej przez dzikie delfiny podczas swobodnego pływania”. Celem projektu było powiązanie danych na temat ilości oraz objętości wydychanego powietrza oraz skorelowanie ich z zarejestrowanymi dźwiękami w celu oszacowania objętości oddechowej dzikich delfinów pływających w swoim naturalnym środowisku. „Zastosowanie tej metody pozwala na oszacowanie objętości z dokładnością do 18 %, co stanowi wartość porównywalną z badaniem przeprowadzanym na ludziach, w przypadku którego dokładność wynosi 15 %”, wyjaśnia dr van der Hoop. Aby umożliwić zastosowanie nowatorskiej metody, naukowcy połączyli dwie nowoczesne technologie. Jedną z nich był przepływomierz, nazywany także pneumotachometrem, wykorzystywany zwykle do badania czynności płuc ludzi. Jednym z pierwszych wyzwań, któremu musieli stawić czoła badacze w ramach projektu, było dostosowanie urządzenia do anatomii delfinów. Zwierzęta te potrafią bowiem wydychać powietrze 14 razy szybciej niż ludzie. Druga technologia wykorzystana w ramach projektu to specjalistyczne znaczniki służące do gromadzenia danych, zbierające informacje na temat ruchu oraz nagrywające dźwięki, przytwierdzane do ciał delfinów przy otworze oddechowym za pomocą przyssawek. W ramach projektu udało się wykonać jednoczesne pomiary oddechu oraz uzyskać zapis akustyczny każdego oddechu dzięki umieszczeniu dostosowanego do układu oddechowego delfinów pneumotachometru nad otworem oddechowym delfinów butlonosych w celu rejestrowania objętości oraz rodzajów wydychanych gazów. Cyfrowe znaczniki rejestrujące dźwięk (digital acoustic recording tags, DTAG) nagrywały dźwięk wdechów i wydechów zwierząt. Niespodziewane rezultaty Naukowcy dokonali kalibracji danych, korelując informacje dotyczące przepływów z dźwiękami oddychania delfinów zarejestrowanymi przy pomocy urządzeń i wykorzystali je do analizy pływających na wolności dzikich delfinów przy pomocy znaczników DTAG. Zastosowanie tego podejścia umożliwiło uzyskanie rzetelnych i dokładnych szacunkowych danych dotyczących przepływu powietrza i zużycia energii. Na ich podstawie naukowcy dokonali oceny zmian w warunkach oddechowych w odpowiedzi na określone zdarzenia i zachowania. „Udało nam się przezwyciężyć istniejące ograniczenia, które uniemożliwiały pomiary czynności fizjologicznych związanych z oddychaniem żyjących dziko zwierząt wodnych, a także poprawić rozdzielczość skali szacunków dotyczących metabolizmu z dni do sekund. Nasze rozwiązanie stanowi prawdziwą rewolucję w zakresie pomiarów wykorzystania energii u dzikich ssaków morskich”, wyjaśnia dr van der Hoop. Wyniki badań udowodniły, że objętość oddechowa delfinów zmienia się w zależności od aktywności oraz w czasie, a także że średnia objętość nie jest tak duża, jak zakładano wcześniej. „Uzyskane wyniki poważnie wpłyną na proces szacowania wykorzystania energii przez dzikie walenie, a także na ocenę realnych kosztów ingerencji ludzi oraz ryzyka wystąpienia choroby dekompresyjnej u wielorybów”, dodaje koordynator projektu prof. Madsen. Projekt RATE pokazuje także olbrzymie postępy w nauce od czasów polowań na wieloryby. „Obecnie jesteśmy w stanie mierzyć najważniejsze parametry fizjologiczne tych dzikich zwierząt w nieinwazyjny sposób. Nie musimy już zabijać wielorybów, aby móc je badać”, podsumowuje prof. Madsen.
Słowa kluczowe
RATE, delfiny, energia, waleń, cyfrowe znaczniki rejestrujące dźwięk (DTAG), zużycie energii, pneumotachometr, biologowanie
