ゾウアザラシの子たちの深海への競争の内部 | 科学

ゾウアザラシは体重が8,000ポンドを超えることもあり、ビーチではそれほど機敏に見えるわけではありません。 しかし、海では、これらの素晴らしいアスリートは世界クラスの水泳と飛び込みの能力を誇ります。 空気呼吸をする哺乳類は、暗闇と圧倒的な水圧にもかかわらず、1マイル以上の深さまで潜ることができ、そのために2時間近く息を止めて過ごすこともあります。

これらの驚くべき能力は、アザラシが魚やその他の食べ物を見つけるのに役立ち、シャチのような捕食者の食べ物になるのを防ぎます。 しかし、初めて自分で海へ向かう少年たちは、どのようにしてダイビングのスキルを身につけるのでしょうか? 科学者たちは、アザラシが地球のどちらの端に住んでいるかによって決まることを学びました。 カリフォルニア大学サンタクルーズ校の生理生態学者、ロクサーヌ・ベルトラン氏は、「キタゾウアザラシはミナミゾウアザラシよりも早く潜水能力を発達させているようで、そのため最初の海洋移動中により深いところまで到達できることがわかった」と語る。

最近発表された研究結果によると、キタゾウアザラシの幼体は海に出た初日に最長11分間潜水できるが、これはミナミゾウアザラシの近縁種では125日間も達成できない記録だという。 王立協会オープンサイエンス。 また、より早く深く潜ることもできます。 キタゾウアザラシは、海に出てわずか 30 日で水深 850 フィート以上に到達しましたが、ミナミゾウアザラシは同じ深さに到達し始めるまでに 5 倍以上の 160 日かかりました。

「これは興味深い研究で、ミナミゾウアザラシはキタゾウアザラシに比べて成体になってからより深いところまで到達することが知られているので、私が予想していたものとは逆です」とカリフォルニア工科州立大学の生物学者ヘザー・リワナグ氏は言う。研究には関与していません。

2 つの密接に関連した種の成体は、生殖システムと行動が比較的似ています。 しかし、彼らは北東太平洋と南極海という異なる環境に生息しています。 海流から獲物の入手可能性まで、これらの生息地の違いは、ゾウアザラシが生き残るために非常に重要なダイビングスキルを開発するさまざまな方法に影響を与える可能性があります。

この研究では、研究者らは追跡技術を使用して、各半球の若いゾウアザラシが海上で潜水能力をどのように発達させたかを観察した。 2018年初め、科学者らはカリフォルニアのアニョ・ヌエボ自然保護区で20頭のキタゾウアザラシの幼体に鎮静剤を投与し、動物が初めて海に行く間の時間、深さ、光を測定するための小さな記録タグを背中にエポキシ接着した。 平均 230 日後に動物が陸に戻ったとき、4 台の装置がデータをそのままの状態で回収されました。 研究者らは、亜南極フランス領のケルゲレン諸島でも同様に20頭のミナミゾウアザラシの幼体にタグを付けた。 平均して約175日間海上で過ごした最初の海洋移動から、これらの動物が陸に戻った際に9台の装置が回収された。

ゾウアザラシの中には、タグを付けずに戻ってきたものもあれば、全く戻ってこないものもいた。 海では、アザラシは多くの領土を覆いました。 彼らは最初の採餌冒険中に約 5,000 マイル、時にはそれ以上を泳ぎました。 一部のゾウアザラシは、渡りの季節に13,000マイル以上を移動することが知られています。 南アフリカ大学の動物学者トレバー・マッキンタイア氏は、「これまでの経験や大人から学ぶこともなく、十分な食料を確保し、捕食者を避け、出生地に戻ることでこのような偉業を生き延びるのは、非常に驚くべきことだ」と語る。勉強。 「そして結局のところ、彼らがどのようにしてそれを行うのかはわかりません。」

それらの多くは成功しません。

「おそらく、幼体は未熟で体が小さく、息を止める能力が限られているため、成体よりも生存率がはるかに低いのです」と、この研究の主任著者であるベルトラン氏は言う。

カリフォルニア大学サンタクルーズ校の博士研究員ジョフリー・ジュマア氏は、フランスのチームと協力して、アザラシの最初の海への移動時の潜水行動の違いを解明する取り組みを主導した。 この旅行は 6 か月から 12 か月続くこともあり、重要な旅行ですが、うまく終わらないこともよくあります。 青少年の約 30 ～ 40 パーセントは最初の 1 年を生き延びることができません。 ベルトラン氏と研究チームは、なぜこの時期にキタゾウアザラシがより深く、より長く潜水し始めたのかはわかっていない。 しかし、彼らはいくつかの興味深いアイデアを持っています。

北のゾウアザラシと南のゾウアザラシの大きな違いの 1 つは、北のゾウアザラシは母乳を飲んで肥育するのにさらに数日かかることです。 キタゾウアザラシの授乳期間は 24 ～ 28 日ですが、南部ゾウアザラシの授乳期間は 22 ～ 23 日です。 これは、母アザラシが子アザラシに脂肪分を多く含むミルクを与えることで、子アザラシがエネルギーと暖かさの両方を提供するより多くの蓄えを蓄えることを意味します。 この熱狂的な餌やりの後には、母親が子犬に餌を与えるのをやめた後、重要な絶食期間が続きます。 断食期間はキタゾウアザラシの方が長く、約56日間であるのに対し、ミナミゾウアザラシの断食期間は37日間です。

より多くの脂肪が蓄えられているため、キタゾウアザラシはより長い絶食期間を楽しむことができるかもしれない。 その間、他の子犬との社会的スキルを身につけ、最も重要なこととして、ダイビング中に必要となる息止めのサイクルを練習します。 絶食期間が進むにつれて、アザラシは代謝率を下げることで、息を止める練習をますます長くするようになる、とベルトラン氏は説明する。 「これは人間がマラソンに向けてトレーニングするのと似ています。トレーニングを重ねると、私たちの体は筋肉の動きに使用する酸素を減らし、より多くの酸素を蓄える能力を微調整します」と彼女は言います。 「キタゾウアザラシは断食期間が長いため、ミナミゾウアザラシよりも早く酸素貯蔵量と潜水代謝率を発達させ、最初の海への旅行で潜水能力を有利にスタートできると考えています。」

科学者たちは将来、このアイデアを検証するために酸素貯蔵量と潜水代謝を測定する研究を実施するかもしれない、とベルトラン氏は言う。

なぜミナミゾウアザラシが北の近縁種よりも早く海へ向かうのかは未解決の疑問である。 地球の両端の環境が何らかの役割を果たしている可能性があります。 陸上では、天候が行動に影響を与える可能性があります。 そして、メスの数と密度、そして喧嘩するオスの近さが要因である可能性があります。混雑したあまり望ましくない場所では、アザラシが餌を食べるのに費やす時間が短くなる可能性があります。 海上では、北東太平洋と南極海の流れや渦の違いが、アザラシの動きや、さまざまな獲物の位置や入手可能性に影響を与える可能性がある。

しかし、マッキンタイア氏は、この研究で追跡されたのは少数のアザラシだけであり、他の要因がアザラシの潜水行動に影響を与えている可能性があると指摘している。 「たとえば、ケルゲレンのミナミゾウアザラシの幼体は、ケルゲレン高原で採餌に多くの時間を費やすことがよくあります」と彼は言います。 「この浅いエリアでは、生理学的能力に関係なく、一般的により短く浅い潜水が行われる可能性もあります。」

リワナグ氏はまた、潜水行動の違いが、1880年代までにキタゾウアザラシが絶滅寸前まで狩猟されたときに発生した信じられないほどの遺伝的ボトルネックに何らかの形で関係しているのではないかとも考えている。 この種は、米国とメキシコでの保護のおかげで、驚くべき保護の成功例として回復しました。

研究結果によると、キタゾウアザラシは南方の近縁種よりも必ずしも深く潜ったり、より長く潜水したりするわけではない。 実際、北の動物は南のゾウアザラシと同じような深さで餌を食べることが多いようです。 キタゾウアザラシの中でより長くて深いのは、休息したり、ある地域から別の地域へ移動するために使われる潜水アザラシでした。

マッキンタイア氏は、ゾウアザラシは深く潜ることでシャチやホホジロザメなどの天敵を避けることができる可能性が高いと述べている。 「時間の 90 パーセント以上を海に潜ることに費やし、その時間の大部分をシャチが潜ることが知られている深さよりも低い深さで過ごす動物を想像してみると、シャチを避けるための良い戦略のように思えるでしょう。」

たとえ私たち人間がその理由を正確に理解していなくても、それぞれの種は、その生息地で機能する方法でダイビングスキルを発達させているようです。 「死亡率はどの種でも同様です。したがって、特定の種がより成功しているというわけではないようです。」とベルトラン氏は言う。

ゾウアザラシは、深く潜るライフスタイルを可能にする驚くべき適応を数多く持っています。 彼らの血液には一酸化炭素が豊富に含まれており、その濃度は平均的な人間のレベルの 10 倍です。 このガスは体全体への酸素の供給を遅らせるため、私たちにとって危険です。 しかし、ゾウアザラシの場合、その同じ性質により、同じ量の酸素でより長く水中に留まり、呼吸のために水面に出る頻度が減ります。 研究者らは最近、キタゾウアザラシが数か月間海で過ごす間、一晩にわずか2時間しか睡眠せず、10分間の水中での昼寝をしているという驚くべき発見を報告した。

テクノロジーを活用するにつれて、研究者たちはゾウアザラシの驚くべき能力と外海でどのように繁栄するかについてさらに学び続けています。 そして、地球の両端に生息する同様のアザラシの行動と適応を比較することで、科学者はその動物と彼らが故郷と呼ぶさまざまな海洋環境について多くのことを発見することができます。