Искусственный интеллект и подводные записи помогли обнаружить места размножения гренландских китов в арктических морских льдах

от

Если гренландские киты производят особенно разнообразные звуки в определённой области, то весьма вероятно, что это место размножения. Этот вид обитает исключительно в Северном Ледовитом океане и поэтому является эндемиком этого региона.

Исследователи из группы Ocean Acoustics в Институте Альфреда Вегенера, Центре полярных и морских исследований Гельмгольца (AWI), установили гидрофоны, которые могут непрерывно записывать подводные звуки. Это позволяет им документировать звуки вокальных видов в отдалённых регионах без необходимости присутствия на месте и делать выводы о присутствии и поведении животных на основе акустических данных.

Команда, включая первого автора Марлен Мейстер, опубликовала исследование о популяции гренландских китов у Шпицбергена в журнале Scientific Reports. Эта популяция подверглась массовому истреблению во время коммерческого китобойного промысла: численность сократилась с примерно 33 000–65 000 особей до нескольких сотен.

Хотя популяция у Шпицбергена находится под защитой с 1930-х годов, она пока не демонстрирует явных признаков восстановления. Гренландские киты находятся под серьёзной угрозой из-за сокращения площади арктических морских льдов, поскольку они представляют собой важный ареал обитания: здесь они находят обильную добычу и защиту от охотящихся косаток.

«Если лёд исчезнет, популяция потеряет центральный ареал обитания», — говорит биолог AWI Марлен Мейстер. «Вероятно, китам не удастся просто переместиться дальше на север, так как доступность пищи там очень ограничена».

В то же время отступление льдов делает Северный Ледовитый океан более доступным для судоходства. Это, в свою очередь, увеличивает риск загрязнения среды обитания нефтью и шумом, а также риск столкновений китов с судами.

Чтобы лучше оценить последствия потери среды обитания, исследователи сосредоточились на присутствии и акустическом поведении гренландских китов в районах с разными условиями морских льдов.

«Наблюдения показывают, что популяция у Шпицбергена часто встречается в районах, покрытых морским льдом, от кромки льда до нескольких сотен километров вглубь паковых льдов, где отверстия во льду служат китам для дыхания», — говорит Марлен Мейстер.

Группа Ocean Acoustics исследовала два контрастных региона в проливе Фрама (водный путь между Гренландией и Шпицбергеном): первый регион был расположен к северо-западу от Шпицбергена в преимущественно покрытых льдом водах; здесь были проанализированы акустические записи 2022 и 2023 годов. Второй регион находился в восточной части пролива Фрама в открытой воде, где были доступны акустические данные с 2012 по 2023 год.

Учёные преобразовали аудиоданные в спектрограммы и оценили их с помощью искусственного интеллекта. Для этого они применили метод распознавания изображений ИИ, обученный на спектрограммах звуков гренландских китов, который затем использовали для идентификации звуков. Затем команда более подробно изучила обнаруженные ИИ звуки, уделяя особое внимание региону к северо-западу от Шпицбергена, где пение происходило с октября по апрель.

Исследователи вручную разделили записанное пение гренландских китов на отдельные песни (то есть разделы, которые были очень похожи) и проанализировали их временное появление в зависимости от условий морского льда. Всего к северо-западу от Шпицбергена было обнаружено двенадцать различных песен, каждая из которых звучала в течение периодов от дней до недель. С октября количество различных песен в месяц увеличивалось и достигло пика в феврале с восемью различными песнями.

«Одно из возможных объяснений состоит в том, что в феврале в регионе присутствовало больше животных, которые производили более широкий спектр песен, что увеличило общее разнообразие песен. Другая возможность заключается в том, что отдельные киты в феврале пели более разнообразно, потенциально получая репродуктивное преимущество, если самки предпочитают самцов с более разнообразным репертуаром песен», — говорит Мейстер.

Увеличение разнообразия песен совпало с региональным отступлением морского льда на границе исследуемого региона. В декабре рекордер находился на расстоянии до 200 километров внутри морского льда, тогда как в феврале, после того как лёд отступил, он располагался непосредственно у кромки льда.

«Тесная связь между разнообразием песен и расстоянием от кромки льда стала для нас неожиданным результатом», — говорит Марлен Мейстер.

Во втором, свободном ото льда регионе были зафиксированы только звуки, но не песни. Биолог AWI объясняет: «Гренландские киты регулярно присутствовали в свободном ото льда восточном проливе Фрама, но причина их присутствия там остаётся неясной. Возможно, животные просто проходят через этот район и издают звуки, чтобы поддерживать контакт друг с другом. Тот факт, что мы не обнаружили там песен, также говорит о том, что восточный пролив Фрама не является местом размножения».

Такие исследования способствуют лучшему пониманию моделей миграции гренландских китов и помогают определить ключевые места обитания, такие как места кормления и размножения, чтобы меры по сохранению были максимально эффективными.

Группа Ocean Acoustics опубликовала широкий спектр подводных звуков на своём портале OPUS (Open Portal to Underwater Soundscapes: https://opus.aq). OPUS предоставляет лёгкий и открытый доступ к долгосрочным данным о звуковых ландшафтах, записанным в Арктике, Антарктике и других местах — от поющих китов, кричащих тюленей и движущихся под водой ледяных масс до антропогенного шума. Не только исследователи, но и все любители океана могут погрузиться в мир подводных звуков и послушать звуки океанов здесь.

На основе этих долгосрочных акустических данных исследователи из Института Альфреда Вегенера опубликовали исследование в JASA Express Letters в октябре 2025 года. Исследование показало, что песни антарктических гладких китов демонстрируют региональные различия. Эти различия могут служить акустическими маркерами, позволяющими различать разные популяции одного вида исключительно на основе их акустических характеристик.

Эти результаты могут улучшить долгосрочный акустический мониторинг популяций гладких китов в Южном океане, обеспечивая более чёткое понимание их распространения — важную основу для международных планов управления, направленных на более эффективную защиту гладких китов в меняющемся океане.

Предоставлено Helmholtz Association of German Research Centres.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте