Cetacis amb dialectes: l’orca i el catxalot

La setmana passada, la premsa estava plena de notícies sobre un article que ressaltava que els catxalots del Pacífic Est tenien dialectes. Per aquest motiu, l’article d’aquesta setmana exposarà què és un dialecte (en cetacis), quins cetacis tenen dialectes i quin és el seu origen. 

INTRODUCCIÓ

La primera pregunta que s’ha de respondre és “Què és un dialecte?”. La pregunta no és senzilla ja que a vegades aquest concepte es confon amb un altre: variació geogràfica. Mentre que els dialectes són diferències en cançons entre poblacions veïnes que potencialment es poden reproduir entre elles, una variació geogràfica es refereix a les diferències de les cançons entre poblacions que estan molt separades en l’espai i que normalment no es troben mai. En el cas dels dialectes, l’explicació de la seva presència és l’aprenentatge social, mentre que en les variacions geogràfiques la raó es troba en els seus gens. La funció dels dialectes és d’actuar com a signatura acústica per tal de mantenir la cohesió i la integritat dels grups o com a mecanisme per evitar la reproducció amb altres grups.

CETACIS AMB DIALECTES

Fins a la data, els dialectes han estat descrits en dues espècies de cetaci: l’orca (Orcinus orca) i el catxalot (Physeter macrocephalus). Aquests dues espècies tenen algunes característiques en comú:

• Viuen en grups matrilineals, és a dir, grups molt estables d’individus units pel descendent maternal que serveix per a protegir-se contra els depredadors i altres amenaces.
• Viuen en societats multinivell, que consisteixen en nivells socials niats de forma jeràrquica. Del nivell més alt al més baix, hi ha tres nivells: clans vocals, unitats socials i individus. Aquest tipus de societats són també presents en humans i altres primats i en elefants africans.

DIALECTES EN ORQUES

S’han trobat dialectes en orques residents del Pacífic nord-est, de Noruega i de Kamtxatka. En aquesta espècie, aquests dialectes consisteixen en repertoris de diferents tipus de cant que són diferents entre els pods (grups familiars complexos i molt cohesionats). Cada pod té característiques distintives en els seus repertoris de cants i, així, cada pod té un dialecte particular. Els pods que comparteixen part dels seus repertoris constitueixen clans acústics o vocals. Per tant, cada clan és acústicament diferent. Els pods de diferents clans poden superposar-se i interaccionar i els pods nous es poden formar per fissió d’altres, el que origina divergències en els dialectes.

Les orques (Orcinus orca) són una de les espècies de cetacis amb dialectes (Foto: Oceanwide Science Institute).

DIALECTES EN CATXALOTS  

Els catxalots tenen repertoris que varien en la proporció d’ús dels diferents tipus de codes i classes. Els codes dels catxalots són seqüències estereotipades de 3-40 clics de banda ampla que duren menys de 3 segons en total, la funció dels quals és ajudar a mantenir la cohesió del grup, reforçar les unions, ajudar en les negociacions i en la presa de decisions col·lectiva. Aquests grups amb diferents dialectes també interaccionen. Per donar un exemple concret, al Pacífic Sud i al Carib, hi ha sis clans acústics o vocals simpàtrics basats en el compartiment dels codes, que simultàniament difereixen en els patrons de moviment i d’ús d’hàbitat i en l’èxit alimentari.

Els dialectes han estat descrits en catxalots (Physeter macrocephalus) (Foto: CBC News).

ORIGEN DELS DIALECTES EN CETACIS

Un article publicat recentment a la revista Nature suggereix un mecanisme que explicaria l’origen de les societats multinivell en catxalots. Com hem vist, és en aquestes societats on els dialectes hi són present en cetacis. Per tant, explicarem l’origen de les societats multinivell en catxalots com a exemple.

En catxalots, el nivell superior de les societats multinivell són els clans d’individus que es comuniquen entre ells utilitzant codes similars. Aquests clans s’originen per transmissió cultural a través de l’aprenentatge social esbiaixat dels codes, quan aprenen les codes més comunes (conformisme) dels individus amb un comportament similar (homofília). Així, el resultat són grups amb un comportament cada vegada més homogeni amb una forta integració. La transmissió cultural juga un paper clau en la partició dels catxalots en clans simpàtrics (clans que viuen junts però que no es reprodueixen entre ells). Per tant, és en aquests clans on poden aparèixer els patrons de comportament distintius, com ara els dialectes. El nivell inferior, les unitats socials, s’originen a partir de les limitacions i beneficis ecològics, cognitius i temporals.

Societats multinivell. Els individus (estrelles i cercles plens) són el nivell inferior i en associació (línies negres) amb altres individus formen unitats socials (cercles negres buits). Les unitats socials amb similaritat acústica (línies taronges) formen clans vocals (color blau i verd) (Foto: Marc Arenas Camps).

LA BALENA DE GEP O IUBARTA: UN CAS DIFERENT

Les diferències entre les cançons de les balenes de gep (Megaptera novaeangliae) no es poden considerar dialectes ja que tenen lloc entre poblacions geogràficament aïllades. Degut a l’aïllament geogràfic i reproductiu, aquestes diferències han aparegut com a resultat de diferències genètiques entre les poblacions.

REFERÈNCIES

• Cantor, M; Shoemaker, LG; Cabral, RB; Flores, CO, Varga, M & Whitehead, H (2015). Multilevel animal societies can emerge from cultural transmission. Nature Communications. 6:8091. DOI: 10.1038/ncomms9091
• Conner, DA (1982). Dialects versus geographic variation in mammalian vocalizations. Animal Behaviour. 30, 297-298
• Dudzinski, KM; Thomas, JA & Gregg, JD (2009). Communication in Marine Mammals. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).
• Ford, JKB (2009). Dialects. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).

Com es comuniquen les balenes?

L’article d’aquesta setmana està dedicat a la comunicació dels misticets, és a dir, als cetacis que s’alimenten gràcies a la presencia d’unes barbes de queratina. En concret, veurem la comunicació acústica en els misticets i ens fixarem en un cas concret: el de la balena de gep.

INTRODUCCIÓ

Abans de començar a parlar sobre la comunicació en les balenes voldria fer un aclariment terminològic. El concepte balena prové de l’anglès whale, que en aquest idioma significa “cetaci gran”, de manera que trobarem el concepte tant en odontocets (cetacis amb dents) com en misticets (cetacis amb barbes). De tota manera, degut a males traduccions, en català el concepte balena es refereix exclusivament al grup dels misticets. En aquest article, doncs, prendrem la paraula balena com a equivalent de misticets.

Bradbury i Vehrencamp van definir el terme comunicació com al procés a través del qual es dóna una informació a través d’una senyal d’un emissor a un receptor, de manera que el receptor utilitza aquesta informació per decidir com respondre o si respondre-hi.

Hi ha diferents tipus de comunicació en els mamífers marins, ja sigui química, visual, tàctil o acústica. Degut a que la llum solar té una capacitat limitada de penetrar en l’aigua, les balenes i altres mamífers marins tenen dificultats per comunicar-se visualment a certa distància, de manera que es comuniquen a través del so. A més, la comunicació química no és massa eficient en el medi aquàtic.

EL PROCÉS COMUNICATIU EN BALENES

Producció i recepció dels sons

Mentre que s’han trobat estructures anatòmiques específiques per a la producció i transmissió de sons en el cas dels odontocets, als misticets no se n’hi han trobat d’equivalents. Als misticets, tot i tenir laringe, els manquen les cordes vocals. Tot i així, es creu que els sinus cranials, cavitats buides dels ossos cranials, estan implicats en la fonació, tot i que no es coneix amb precisió com hi intervindrien.

Les grans balenes són els mamífers marins amb les emissions acústiques més sonores. Les balenes de gep (Megaptera novaeangliae) emeten cants d’una gran complexitat, els quals poden durar hores i tenen tanta força que es poden escoltar des de fora de l’aigua, el que no és gaire habitual. Sota de l’aigua, poden recórrer grans distàncies, fins a varis quilòmetres de distància. Les balenes blaves (Balaenoptera musculus) i els rorquals comuns (Balaenoptera physalis) no es queden enrere: emeten sons de baixa freqüència que poden viatjar més de 3.200 km de distància. De fet, les balenes blaves generen sons de fins a 190 decibels, els sons més forts produïts per cap animal.

La balena blava (Balaenoptera musculus) pot generar sons de fins a 190 db (Foto: iTravel Cabo).

Varis estudis de comportament han demostrat que tots els cetacis, però especialment els odontocets, tenen bona oïda.

Funció

Mentre que alguns experts defensen que són utilitzats per a comunicar-se grans distàncies, altres suggereixen que permet detectar el relleu submarí per tal de que es puguin orientar (ecolocalització). Tot i així, gran part de la comunitat científica creu que tenen una funció comunicativa, incloent comportaments com l’exhibició i l’establiment del territori, entre altres.

EL CAS DE LA BALENA DE GEP

La balena de gep (Megaptera novaeangliae), com ja hem dit abans, produeix sons molt complexos i que poden recórrer grans distàncies. Es tracta d’un dels misticets més sonors. Durant l’hivern, en les zones d’aparellament, aquestes balenes produeixen cançons llargues i molt complexes, en una mateixa zona. S’han trobat diferències entre les balenes de gep de diferents zones. Aquests cants (en pots escoltar un aquí) tenen una durada de 10-15 minuts, tot i que les poden estar cantant durant hores, i estan formades per temes, frases i subfrases. Cada subfrase té una durada de segons i està formada per sons de baixa freqüència (normalment inferiors als 1500 Hz).

Estructura del cant de les balenes de gep (Megaptera novaeangliae) (Foto: Hawai’s Marine Mammal Consortium).

La complexitat, però, no acaba aquí. L’estructura d’aquestes obres musicals va canviant al llarg de l’hivern. No només canvien la freqüència i durada de les frases i els temes, sinó que algunes d’aquestes són substituïdes per d’altres de noves. A més, també modifiquen la composició i seqüència dels temes al llarg del temps.

De tota manera, val a dir que totes les balenes d’una mateixa zona canten la mateixa cançó i que totes modifiquen els cants a la mateixa velocitat que la resta de companyes. Així doncs, sembla ser que unes aprenen el cant de les altres.

Alguns estudis han posat de manifest que són els mascles adults els únics que generen aquests cants. Així doncs, tot sembla indicar que aquests cants tenen un paper important en la reproducció, similar al cant dels ocells. Per tant, aquests cants indiquen a les femelles de quina espècie es tracta, el seu sexe, la posició que ocupa, que està a punt per aparellar-se amb una femella i per compatir amb la resta de mascles.

Així doncs, per què canten tots els mascles a la vegada? Un estudi de Mobley i Herman (1985) va determinar que el fet que tots els mascles cantin de forma simultània estimula la sincronització de la ovulació de les femelles.

El cant simultani dels mascles estimula la sincronització de la ovulació de les femelles de balena de gep. (Foto: Yellowmagpie).

REFERÈNCIES

• Berta A, Sumich J & Kovacs KM (2006). Marine mammlas. Evolutionary biology. Ed. Academic Press (2 ed)
• Day (2008). Guía para observar ballenas, delfines y marsopas en su hábitat. Ed. Blume
• Perrin WF, Würsig B & Thewissen JGM (2009). Ed. Academic Press (2 ed)
• Reeves RR, Stewart BS, Clapham PJ & Powell JA (2005). Guía de los mamíferos marinos del mundo. Ed. Omega

La migració de les balenes està canviant pel canvi global

Resultats d’una investigació que ha tingut lloc del 1984 al 2010 al Golf de St. Lawrence (Canadà, Oceà Atlàntic Nord) sobre els canvis en els patrons de migració degut al canvi global ha estat publicat aquest març a Plos One. En aquest article, trobaràs un resum de tal article. 

INTRODUCCIÓ

El canvi global (mal anomenat canvi climàtic) és un canvi a escala planetària del sistema climàtic de la Terra. Malgrat ser un procés natural, en les últimes dècades la causa dels canvis som els humans ja que hem produït un increment de l’alliberament de diòxid de carboni degut a la combustió de combustibles fòssils.

MIGRACIÓ DE LES BALENES

El canvi global suposa un repte per a les espècies migratòries ja que la temporalitat de les migracions estacionals és important per maximitzar l’explotació dels pics d’abundància de les preses en les àrees d’alimentació, que, a la vegada, s’estan adaptant a l’escalfament de la Terra. Altres causes promotores de les migracions són l’ús de recursos com l’aparellament i el resguard. Aquest és el cas del rorqual comú (Balaenoptera physalus) i la balena amb gep (Megaptera novaeangliae), que s’alimenten d’una gran varietat de zooplàncton i cries de peixos. Aquest zooplàncton creix degut a l’increment del fitoplàncton, el qual creix per l’increment de la llum i els nutrients a l’estiu. Recorda que en aquest post pots llegir sobre el comportament alimentari de les balenes de gep. Aquest no és el primer article que indica canvis en el rang de les migracions de les espècies tant a l’estiu com a l’hivern i les seves alteracions en la temporalitat.

Rorqual comú (Balaenoptera physalus) (Foto de Circe).

Balena de gep (Megaptera novaeangliae) (Foto de Underwater Photography Guide).

S’observa un patró general en les espècies migratòries: utilitzen regions de latituds altes a l’estiu per aprofitar l’alta productivitat i abundància de les seves preses i algunes es reprodueixen durant aquest període. Generalment, les espècies migratòries de llarga distància s’adapten pitjor al canvi climàtic que els de curta distància.

El cas de la migració de la balena de gep (Megaptera novaeangliae) (Foto de NOAA).

Molts misticets comencen les migracions estacionals des de zones allunyades més de centenars o milers de kilòmetres, alternant entre les zones de criança a l’hivern de les latituds baixes a les d’alimentació en latituds altes. La resposta dels mamífers marins al canvi global ha estat predita:

• Distribució més propera al pol i arribada abans en les àrees d’alimentació per seguir el canvi de distribució de les seves preses.
• Temps de residència més llargs en latituds altes com a resposta a la millora de la productivitat.

Si vols aprendre més sobre el comportament de cetacis i altres aspectes, pots realitzar aquest curs online. Més informació aquí. A més, si prems sobre la imatge podràs cursar-lo per 35€ i no per 50€ (hi ha 50 cupons, fins el 31 de març). 

COM AFECTA EL CANVI GLOBAL A LA MIGRACIÓ DE LES BALENES?

Els resultats de l’article mostren que el rorqual comú i la balena de gep arriben abans a l’àrea d’estudi durant els 27 anys que ha durat la investigació. De totes maneres, la taxa de canvi de més d’un dia per any no s’ha documentat mai. Ambdues espècies també marxen abans, com s’ha observat en altres espècies. La sortida de les balenes de gep va canviar amb la mateixa taxa que l’arribada, de manera que el temps de residència es manté constant. Per altra banda, els rorquals han augmentat el seu temps de residència de 4 dies a 20 dies. De tota manera, aquest increment està subjecte a un biaix degut a les poques mostres en els dos primers anys i hi ha una evidència dèbil que els rorquals hagin incrementat aquest temps.

Data mitjana del primer i últim albirament en rorqual comú (Balaenoptera physalus) i balena de gep (Megaptera novaeangliae) (Dades de Ramp C. et al. 2015).

A més, els resultats suggereixen que la regió representa només una fracció del potencial rang d’estiu en ambdues espècies i que les dues passen només una part de l’estiu allà. El que està clar és que ambdues espècies mostren les mateixes adaptacions del comportament i han avançat la seva presència temporal a l’àrea un mes.

Altres estudis mostren que les balenes grises (Eschrichtius robustus) probablement han aturat les migracions anuals a Alaska (Stafford K et al. 2007).

PER QUÈ LES BALENES CANVIEN ELS SEUS PATRONS DE MIGRACIÓ?

Sembla ser que l’arribada dels rorquals al Golf segueix el canvi en a data de trencament del gel i la temperatura superficial del mar els hi indica a les balenes que ja ha arribat el moment de tornar al Golf. Hi ha un decalatge de 13-15 setmanes entre quan l’àrea està totalment lliure de gel i la seva arribada. Això també s’ha vist a les Açores, on els rorquals i balenes de gep arriben 15 setmanes després de l’inici del bloom de primavera per alimentar-se mentre estan de pas per la zona per anar a les latituds més altes per alimentar-se a l’estiu.

La influència de la temperatura superficial del mar al gener al Golf pot haver desencadenat la sortida primerenca de les balenes de gep de les àrees de cria i així la seva arriada abans al Golf.

Aquests dues espècies de balena són consumidors generalistes i la seva arribada al Golf està relacionat amb l’arribada de les seves preses. La millora de la temperatura i les condicions de llum i el trencament primerenc del gel (junt amb una temperatura superficial del mar més alta) permet un bloom de fitoplàncton seguit del creixement del zooplàncton. Així, l’arribada primerenca dels rorquals i balenes de gep els permet menjar sobre les seves preses. De totes maneres, hi ha un decalatge de dues setmanes entre l’arribada dels rorquals i les balenes de gep, el que permet a les segones menjar sobre nivells tròfics superiors el que redueix la competència.

CONCLUSIÓ

El canvi global ha canviat la data d’arribada dels rorquals i balenes de gep al Golf de St. Lawrence (Canadà) a una taxa mai documentada abans de més de 1 dia per any, mantenint-se una diferència de dues setmanes entre l’arribada de les dues espècies i permetent la separació temporal del nínxol ecològic. De totes maneres, la data de sortida d’ambdues espècies també és més primerenca però a diferents taxes, resultant en un increment de la superposició temporal, indicant que la separació pot estar desapareixent. La tendència en l’arribada està relacionada amb el trencament més aviat del gel i l’increment de la temperatura superficial marina.

REFERENCIES

Aquest pots es basa en el següent article:

• Ramp C, Delarue J, Palsboll PJ, Sears R, Hammond PS (2015). Adapting to a Warmer Ocean – Seasonal Shift of Baleen Whale Movements over Three Decades. PLoS ONE 10(3): e0121374. doi: 10.1371/journal.pone.0121374

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials. L’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i arribar a tanta gent como sigui possible. Si vols, ens pots deixar els teus comentaris. 

Aquesta publicació té una llicència Creative Commons:

Recorda: curs online de cetacis. Més informació aquí. A més, si prems sobre la imatge podràs cursar-lo per 35€ i no per 50€ (hi ha 50 cupons, fins el 31 de març).