Китовые газы: газовые облака под водой
Киты — крупнейшие животные, когда-либо жившие на Земле, и их телесные функции соответственно монументальны. Китовые газы, как исследователи называют метеоризм китообразных, стали систематически документировать лишь в последние десятилетия. Съёмки с дронов показывают массивные газовые облака, поднимающиеся из воды, — и морские биологи начали научно анализировать эти выбросы. То, что они нашли внутри, на удивление показательно.
А как киты вообще пукают?
Киты — млекопитающие и переваривают пищу принципиально так же, как наземные животные, с одним важным отличием: пищеварительный тракт кита огромен. Усатые киты вроде синего кита фильтруют до 4 тонн мелких ракообразных (криля) и рыбы ежедневно. Зубатые киты вроде дельфинов и косаток переваривают рыбу и кальмаров целиком. В обоих случаях кишечные бактерии сбраживают непереваренные остатки и производят газы. Газ выходит анально — как у наземных животных. Над поверхностью воды он появляется как скопления пузырей, становящихся видимыми при всплытии. Некоторые исследователи впервые задокументировали китовые газы, следуя за китами с дронами, — газовое облако безошибочно узнаваемо.
Что внутри китового газа?
В 2017 году австралийская исследовательская группа под руководством Джо Романа (Университет Вермонта) впервые проанализировала образцы китовых газов, собранные дронами из выдоха (фонтанов) и газовых проб из воды. Результаты удивили: китовые газы содержат бактериальные культуры, гормоны, ДНК и жирные кислоты — сокровищница для исследователей, желающих неинвазивно изучать здоровье китов. Сама газовая смесь содержит метан, углекислый газ и водород — как у других млекопитающих. Количество огромно из-за размеров тела, но киты едят сравнительно простую, легко перевариваемую пищу (криль), из-за чего газообразование на килограмм массы тела остаётся относительно низким.
Киты как спасители климата? Круговорот питательных веществ
По иронии, киты не климатические злодеи, несмотря на производство метана. Напротив: киты считаются важными хранилищами углерода и стимуляторами морской продуктивности. Крупный кит за жизнь накапливает в теле до 33 тонн CO₂ — при смерти это опускается на дно океана. Кроме того, киты удобряют океаны своими выделениями (богатыми железом и азотом фекалиями) и тем самым стимулируют рост фитопланктона, который в свою очередь связывает CO₂. Расчёты показывают, что восстановление глобальных популяций китов до доиндустриальных размеров по связыванию CO₂ было бы эквивалентно посадке 1,7 триллиона деревьев. Китовый газ, таким образом, — часть удивительно полезной экосистемной услуги.
«Подход газового дрона» в исследовании китов
Так называемый метод SnotBot — разработанный Ocean Alliance в сотрудничестве с MIT — использует дроны для сбора образцов из фонтанов китов (выдыхаемого воздуха) при всплытии. Дроны летят прямо над китом, когда он всплывает, и собирают пробы дыхания и газа на силиконовые пластины. Этот метод куда мягче обычных биопсийных методов (стрелы в плоть кита) и даёт сведения об уровнях гормонов, вирусах, бактериях и индикаторах стресса. Бактерии, найденные в образцах, отчасти происходили из пищеварительных трактов китов, показывая, что выдыхаемый воздух и кишечные газы частично связаны. Метод революционизирует китовую медицину.
А вы знали?
- Синий кит производит больше газа за день, чем человек за целый месяц, — из-за огромного количества криля, которое он съедает ежедневно.
- Дрон «SnotBot» от Ocean Alliance собирает данные о здоровье китов из выдыхаемого газа — неинвазивно и с воздуха.
- Несмотря на производство метана, киты — чистые хранилища углерода: их тела связывают гораздо больше CO₂, чем выделяют кишечные газы.
- Китовые газы стали систематически документировать камерами дронов лишь в 2010-х.
Интересный факт
Видео, на котором горбатый кит выпускает массивный подводный газовый пузырь прямо в лицо дайверу, стало вирусным в 2017 году и набрало миллионы просмотров на YouTube. Дайвер — исследователь биологии китов — сообщил, что это ощущалось «ошеломляюще» и пахло. Он описал это как один из самых незабываемых моментов карьеры — не обязательно в положительном смысле.
Источники
- Roman, J. et al. (2014). Whales as marine ecosystem engineers. Frontiers in Ecology and the Environment, 12(7), 377–385.
- Lavery, T.J. et al. (2010). Iron defecation by sperm whales stimulates carbon export in the Southern Ocean. Proceedings of the Royal Society B, 277(1699), 3527–3531.
- Ocean Alliance (2019). SnotBot: Using drones to revolutionize whale research. oceanalliance.org.