Foki Weddella: The data collectors scientists of Antarctica
Weddell seals inhabit some of the coldest and darkest waters deep within the Ross Sea ice, making them the southernmost natural occurring mammals on Earth. Podczas zimowych i letnich miesięcy ich ruchy są w dużej mierze regulowane przez obecność lodu morskiego i dostępność odpowiednich otworów oddechowych i wyjściowych.
Pomimo, że foki wyglądają „milutko i uroczo” z ich lekko odwróconymi ustami, ciemnobrązowymi oczami i wąsami, przy około 3 metrach długości i wadze 400-500 kilogramów foki Weddella są jednym z najlepszych drapieżników, które można znaleźć na rejsie na Antarktydę, które żywią się gatunkami ryb. Spekuluje się, że antarktyczne zębate są ważnym daniem dla fok Weddella, chociaż foka Weddella jest selektywna w tym, co część zębatych je tylko mięso dużych zębatych, które są karmione.
Badanie cyklu życia fok Weddella
Foki Weddella wiosną, po żerowaniu w zewnętrznym lodzie, wracają do przybrzeżnych miejsc szybkiego lodu, aby się rozmnażać i rodzić dzieci. Samce fok zajmują podwodne terytoria pod pęknięciami w lodzie morskim, umożliwiającymi łatwy dostęp do powierzchni. W McMurdo Sound, dorosłe foki Weddell zaczynają gromadzić się w koloniach szczeniąt na początku października z lokalizacją kolonii szczeniąt zależnych od pływów, wiatru i ruchów lodowca.
W każdej kolonii może być aż 250 Weddell foki znaleźć. Szczenięta rodzą się na lodzie morskim w późnym październiku i listopadzie. Samice pozostają na lodzie z młodymi do karmienia i zazwyczaj mają tylko jedno szczenię w roku. Typowe szczenię waży około 29 kilogramów, osiągając około 110 kilogramów w ciągu sześciu tygodni. Młode jest wprowadzane do wody bardzo wcześnie: 7-10 dni po urodzeniu.
Foki Weddella opuszczają Zatokę Erebus i rozpraszają się po całym Morzu Rossa późnym latem, przy czym dorosłe foki Weddella powracają co roku do tej samej kolonii szczeniąt. Jednakże młodociani członkowie rozproszeni są z kolonii, w których się urodzili i zajmują obszary pokryte lodem do czasu osiągnięcia dojrzałości w wieku około 3-6 lat.
W przeszłości liczby fok Weddella były pod presją odłowu przez stacje badawcze zlokalizowane w McMurdo Sound, a konkretnie amerykańską McMurdo Station i nowozelandzką Scott Base. Chociaż na foki Weddella nie polowano w celach komercyjnych, stanowiły one pożywienie dla psów służbowych każdej z baz. U wielu ssaków morskich wystarczy niewielka zmiana w przeżywalności dorosłych, aby wpłynąć na wzrost populacji, więc prawdopodobnie polowanie na foki Weddella wpłynęło na liczebność populacji w Morzu Rossa.
Od 1968 roku naukowcy rejestrują foki Weddella w McMurdo Sound, reprezentując jedno z najdłuższych ciągłych badań terenowych długo żyjącego ssaka na świecie. W ciągu ostatnich prawie 50 lat naukowcy oznakowali ponad 23 000 fok Weddella, a ponad 240 000 ponownych obserwacji zostało zapisanych w bazie danych. Informacje dotyczące znakowania obejmują rok znakowania, wiek w momencie znakowania, płeć, lokalizację i rok ostatniego zaobserwowania. Szczególny nacisk położono na utrzymanie i udoskonalanie rocznych danych demograficznych, w wyniku czego wszystkie młode urodzone na obszarze badań są znakowane od 1973 roku. Ten długoterminowy projekt dostarcza bezcennych danych na temat procesów populacyjnych i ekosystemowych, umożliwiając naukowcom zrozumienie powiązań między warunkami środowiskowymi a procesami demograficznymi na Antarktydzie.
W jednym z badań naukowcy z University of California, Santa Cruz i University of Alaska badali zachowanie Weddell Seal w ciemnym okresie zimowym, kiedy przeważa ciężki lód morski. Badanie polegało na wyposażeniu 22 fok Weddella w znaczniki Conductivity Temperature Depth-Satellite Relayed Data Logger, które rejestrowały ich głębokości nurkowania i lokalizacje. W ramach badania zarejestrowano 52 000 nurkowań, a badania wykazały, że foki nurkowały średnio na głębokości 15-270 metrów, przy czym maksymalna głębokość nurkowania wahała się od 40 do 1188 metrów. Patrząc na miejsca, w których foki nurkowały, badanie wykazało kilka „gorących punktów”, w których wykonano wiele nurkowań. W fascynującym odkryciu dane wskazały również, że kilka fok Weddella podróżowało ponad 1000 km od obszaru, na którym zamontowano znaczniki.
W ostatnim badaniu sfinansowanym przez National Science Foundation, New Zealand Antarctic Research Program, University of Canterbury i U.S. Antarctic Research Program, dr David Ainley, wraz z innymi badaczami, porównał naziemne liczenia fok Weddella w okresie 1959-1968 z liczeniami przy użyciu zdjęć satelitarnych o wysokiej rozdzielczości w latach 2008-2012. Badanie – opublikowane w Marine Mammal Science – wykazało znacznie mniejszą liczbę fok Weddella na dwóch głównych obszarach rozrodczych w zachodniej części Morza Rossa. Jednak badanie wykazało, że populacja hodowlana w McMurdo Sound wydaje się wracać do zdrowia po odłowie w latach 60. Naukowcy spekulują spadek populacji może być wynikiem zmienionych sieci żywności w regionie, być może z powodu połowów przemysłowych ukierunkowanych na fokę gatunków ofiar.
Niemniej jednak, populacje Weddell Seals prawdopodobnie będą pod presją z cieleniem się lodu coraz częściej w Antarktyce z rosnącymi temperaturami. W 2000 roku, góra lodowa B-15 oddzieliła się od wschodniej części szelfu lodowego Morza Rossa w McMurdo Sound. Do 2006 roku szybki lód zwiększył swoją grubość, zasięg i trwałość sezonową, a rozległy lód wzdłuż wybrzeża Ziemi Wiktorii na Morzu Rossa pięciokrotnie przekroczył typowy zasięg. Miało to wpływ na foki Weddella, ponieważ warunki panujące na lodzie morskim decydują o obfitości zasobów pokarmowych i dostępie do miejsc lęgowych w Zatoce Erebus. W badaniu przeprowadzonym przez Lacey Briars, badaczka stwierdziła zauważalny spadek liczby poczwarek foki Weddella w latach 2000-2006, ze znacznym wzrostem liczby poczwarek w 2007 roku.
Zatrudnianie fok Weddella jako naukowców
Aby zrozumieć nie tylko foki Weddella, ale także jak, kiedy i gdzie powstają globalne prądy łączące wszystkie oceany świata na Antarktydzie, Dr Regina Eisert z Gateway Antarctica, University of Canterbury przy wsparciu Antarctica New Zealand, poprowadziła międzynarodowy zespół badaczy, który przyczepił satelitarne rejestratory przewodności, temperatury i głębokości do 10 fok Weddella w nowozelandzkiej stacji Scott Base. Wykorzystując foki Weddella jako zbieraczy danych naukowcy nie tylko zarejestrowali głębokość nurkowania fok, ale także temperaturę wody, zasolenie oceanu i głębokość: konkretne dane wymagane do opisania struktury i funkcji oceanu.
To, co sprawia, że wykorzystanie fok Weddella jako wiarygodnych naukowców, to fakt, że foki są w stanie zebrać te informacje w okresie jesienno-zimowym do okresu wiosennego, ale przede wszystkim w czasie surowej zimy, kiedy obszar jest niedostępny dla konwencji pobierania próbek za pomocą statku lub boi oceanicznych. Po wynurzeniu się rejestratory mogą przesyłać zebrane informacje do krążących satelitów, a ponieważ foki Weddella zamieszkują szybkie lody, mogą zbierać wysokiej jakości informacje oceanograficzne na temat struktury słupa wody. Innym aspektem zachowania fok Weddella, który czyni je idealnymi zbieraczami danych, jest to, że podczas gdy niektóre foki Weddella przemierzają rozległe obszary Morza Rossa, zapewniając szeroką strukturę przestrzenną wody, większość fok pozostaje w tym samym obszarze przez kilka dni lub tygodni, żerując w tym samym miejscu. Gdy te foki nurkują i wynurzają się, dostarczają wielu rzutów struktury wody w tym obszarze, dostarczając naukowcom danych na temat tworzenia się lodu w zimie i topnienia lodu na wiosnę.
Projekt jest częścią większego, finansowanego przez rząd australijski Zintegrowanego Systemu Obserwacji Środowiska Morskiego (IMOS), który zbiera dane z fok od 2008 roku. Program współpracuje z francuskimi, amerykańskimi, brytyjskimi i norweskimi, a teraz także nowozelandzkimi programami antarktycznymi, przy czym foki zbierają ponad 70% profili oceanograficznych na południe od 60°S.