Negli ultimi 60 anni, i biologi marini della UC Santa Cruz hanno monitorato il comportamento dei foche degli elefanti settentrionali che viaggiano nella vicina riserva naturale di Año Nuevo. Con i sigilli che si radunano sulla spiaggia di migliaia per allevare e muta, generazioni di ricercatori sono stati in grado di accumulare oltre 350.000 osservazioni su oltre 50.000 sigilli.
Con l’aiuto di potenti tecnologie e l’intrepidezza per avvicinarsi abbastanza da taggare, pesare e osservare con cura questi mammiferi marini rumorosi e legname, il progetto di ricerca a lungo termine ha un ampio dati storici e in tempo reale sulla loro forma fisica, con il successo del foraggiamento, a un successo, a foraggiare il successo -Il comportamento SEA e dinamiche della popolazione.
Roxanne Beltran è il prossimo in linea per guidare il progetto e il suo nuovo studio è stato pubblicato il 14 febbraio come storia di copertina per Scienza I rapporti secondo cui i sigilli possono essenzialmente fungere da “sensori intelligenti” per il monitoraggio delle popolazioni di pesci nella “zona di crepuscolo” stranamente oscura “. Questo è lo strato d’acqua tra 200 e 1.000 metri al di sotto del livello del mare, dove la penetrazione della luce solare si ferma, e gli strumenti di monitoraggio degli oceani di oggi non possono raggiungere con facilità. Le navi e le boe galleggianti consentono solo le misurazioni di una minuscola frazione dell’oceano, mentre i satelliti non possono misurare sotto la superficie in cui si verificano i pesci.
È importante sottolineare che questa zona detiene la maggior parte della biomassa dei pesci del pianeta. Poiché questo è anche dove si nutrono i sigilli, i sigilli il cui successo di foraggiamento viene tracciato possono fornire un modo precedentemente impossibile per misurare la disponibilità di popolazioni di pesci attraverso un vasto oceano. Questo, ha affermato Beltran, rappresenta una scoperta significativa perché gli esseri umani stanno prendendo in considerazione la raccolta di queste popolazioni di pesci per soddisfare il bisogno sempre crescente dell’umanità di cibi ricchi di proteine.
“Data l’importanza dell’oceano per il sequestro del carbonio, la regolamentazione climatica, la produzione di ossigeno e il cibo per miliardi di persone, c’è urgente bisogno di misurare i cambiamenti negli ecosistemi marini”, ha affermato Beltran, assistente professore di ecologia e biologia evolutiva. “La nostra ricerca mostra che la vasta estensione del foraggiamento e milioni di tentativi di alimentazione da parte di Elephant Seals li rendono una fantastica sentinella di ecosistema, sia per le popolazioni di pesci che per i migliori predatori nell’oceano aperto.”
Per il contesto, ogni sigillo fa una media di circa 75.000 tentativi di foraggiamento durante un viaggio di sette mesi e di circa 6.000 miglia attraverso l’Oceano Pacifico. Ciò significa che il monitoraggio di soli 14 foche all’anno potrebbe fornire stime della disponibilità di pesce su 4,4 milioni di chilometri cubi di volume oceanico.
Oltre a ciò, il peso dei foche consente anche ai ricercatori di misurare le fluttuazioni a lungo termine nell’abbondanza di prede. E man mano che le flotte commerciali aumentano la profondità e l’ampiezza della loro raccolta per soddisfare la domanda, la gestione sostenibile della pesca richiede la valutazione delle dimensioni delle popolazioni di pesci e il modo in cui rispondono al cambiamento ambientale.
Responsabilizzare gli studenti attraverso le pubblicazioni
Oltre alla promessa di fornire visibilità sulla misteriosa zona mesopelagica dell’oceano, questo studio si distingue anche per un altro motivo: il documento è scritto da 14 studenti che hanno seguito un corso di campo coinvolgente e basato sull’indagine insegnata da Beltran e Año Reserve Patrick Robinson in cui gli studenti hanno intrapreso progetti che analizzano i sei decenni di dati dal programma di ricerca SEAL. Nel corso, che continua ad essere offerto presso UC Santa Cruz, gli studenti partecipano al lavoro sul campo, imparano a generare domande scientifiche, eseguire analisi dei dati esplorativi e presentare i loro risultati attraverso pratiche mentorate.
“Vogliamo che gli studenti si sentano come se fossero parte di una comunità di scienziati”, ha detto Allison Payne, uno studente laureato nel laboratorio di Beltran che è stato assistente di insegnamento del corso. “È un’incredibile opportunità per gli studenti e gli istruttori collaborare alla scienza del mondo reale e costruisce la fiducia degli studenti nel navigare nel processo scientifico.”
Payne ha recentemente guidato la pubblicazione di un altro articolo di ricerca con coautori degli studenti da un’offerta diversa del corso sul campo, in questo caso, esaminando come il successo riproduttivo dei sigilli di elefante diminuisce dopo che i sigilli hanno raggiunto la prima età.
All’inizio del corso del 2022, gli studenti hanno fatto un brainstorming di argomenti di ricerca e hanno scelto di studiare come le coorti di foche sono andate in diversi anni. Ogni coppia di studenti ha affrontato un sottoinsieme del progetto. Uno studente universitario, Madi Reed, ha scaricato i dati oceanografici per testare ipotesi sui collegamenti tra le condizioni oceanografiche e la probabilità che i cuccioli di tenuta vivano abbastanza a lungo da produrre cuccioli propri.
Reed (Rachel Carson ’22, biologia marina) ha scoperto drammatiche fluttuazioni nella sopravvivenza del sigillo di elefanti e il successo riproduttivo negli ultimi quattro decenni fortemente legati alle condizioni oceaniche dove foraggiano. “È stato davvero emozionante sperimentare direttamente come i concetti che abbiamo appreso nelle nostre lezioni potessero essere applicati a vere ricerche”, ha detto. “Questa scoperta ha ispirato enormemente la mia attuale spinta a perseguire una carriera nella ricerca biologica oceanografica, dove spero di continuare a stabilire utili connessioni di dati.”
I membri del laboratorio di Beltran hanno anche recentemente guidato un pezzo di prospettiva correlato Lettere di ecologia Sul potenziale studi a lungo termine per offrire queste opportunità inclusive per la formazione di ecologi.
Sostenere la zona di Twilight
I pesci nella zona di Twilight sono prede ecologicamente importanti per specie economicamente importanti, afferma Beltran, aggiungendo che il regno in cui abitano potrebbe presto diventare una pesca. Ma si sa poco sui pesci di Twilight-Zone: le migliori stime degli scienziati della loro abbondanza abbraccia una gamma di incertezza di 10 volte. Le riduzioni di queste popolazioni di pesci potrebbero avere enormi impatti su molte altre specie nell’ecosistema, comprese le specie su cui gli umani fanno affidamento per il sostentamento e l’alimentazione del bestiame.
Questo studio ha integrato e applicato i dati di ricerca ottenuti negli ultimi sei decenni, compresi quelli dei co-autori Burney Leboeuf e Dan Costa, i due leader del programma che hanno preceduto Beltran. “Questo sforzo ha documentato l’accoppiamento tra il comportamento dei sigilli di elefante migliaia di miglia in mare, al loro successo riproduttivo sulla spiaggia”, ha affermato Costa, illustre professore di ecologia e biologia evolutiva. “Ciò potrebbe essere realizzato solo con una serie di lunga data unita a un team multidisciplinare, tra cui oceanografi, demografi, modellisti e biologi SEAL”.
Precedenti scoperte nate da questa ricerca in corso includevano le migrazioni foraggianti a lunga distanza dei sigilli di elefante, l’alta frequenza dei tentativi di foraggiamento di sigilli di elefante per piccoli pesci e la probabile possibilità che la qualità del cucciolo di sigillo sia legata alla salute degli oceani attraverso il successo del foraggiamento materno.
Il nuovo studio ha dimostrato che il successo del foraggiamento dei sigilli di elefante era strettamente legato a un indice oceanografico su larga scala che può essere misurato dai satelliti orbitanti. “Questo collegamento ci ha permesso di misurare il polso dell’oceano e di stimare le fluttuazioni della disponibilità dei pesci per cinque decenni nel passato e pochi anni nel futuro”, ha detto Beltran. Pertanto, approfondimenti e strumenti di questo studio forniscono una base ecologica critica per la pesca sostenibile e valutano gli impatti dei cambiamenti ambientali antropogenici sulle popolazioni di pesci sulla scala di interi bacini oceanici.
Oltre a Beltran, Payne, Reed, Leboeuf e Costa, i coautori includono Marm Kilpatrick, Conner Hale, Joffrey Jouma’a, Patrick Robinson, Emma Houle, Wade Matern, Alea Sabah, Kathryn Lewis, Samantha Sebandal, Allison Coughlin , Natalia Valdes Heredia, Francesca Penny, Sophie Rose Dalrymple, Heather Penny, Meghan Sherrier, Ben Peterson e Joanne Reiter all’UC Santa Cruz e Elliott Hazen e Steven Bograd a Noaa.
Questa ricerca è stata supportata da molti finanziatori, tra cui la National Science Foundation, Office of Naval Research, Arnold e Mabel Beckman Foundation e David e Lucile Packard Foundation.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
