Morświnowy nasłuch

Morświny, podobnie jak delfiny, są uznawane za istoty o dużej inteligencji i chociaż w naturalnym środowisku raczej unikają kontaktów z ludźmi, nieliczne osobniki żyjące w niewoli wykazują charakter towarzyski i chętnie „współpracują” z opiekunami. Jako ssaki żyjące w wodzie musiały wykształcić wiele specyficznych mechanizmów przystosowujących je do egzystowania w tym środowisku. Walenie – czyli wieloryby, delfiny i morświny – w mniejszym lub większym stopniu wykorzystują różnego rodzaju dźwięki do wzajemnej komunikacji, a przynajmniej część z nich posiada zdolność aktywnej echolokacji.

Akustyczny wykrywacz morświnów

Cóż to jest ta echolokacja i dlaczego zwierzęta się nią posługują? Samo określenie prowadzi na właściwy trop – jest to, ogólnie rzecz ujmując, rozpoznanie otoczenia na podstawie echa wcześniej wyemitowanych dźwięków (niekoniecznie słyszalnych dla człowieka). Większości ludzi polegającej na swoim wzroku trudno wyobrazić sobie możliwość oparcia się na innych zmysłach w zwyczajnym poruszaniu się po świecie, nie mówiąc już o bardziej skomplikowanych czynnościach. Wielu jednak słyszało coś o polowaniach nietoperzy w całkowitych ciemnościach, niektórzy z nas mieli do czynienia z tzw. USG, czyli ultrasonografem, a ludzie pracujący na morzu doskonale znają echolokację z własnej praktyki. Zarówno wymyślone przez człowieka zastosowania techniczne jak i ewolucyjnie ukształtowane zdolności niektórych zwierząt opierają się na tym samym mechanizmie. Przetwornik echosondy, USG czy uszy nietoperza rejestrują odbity od różnych obiektów sygnał akustyczny i przekazują dane do ośrodka, który je interpretuje. Tak samo radzą sobie morświny.

Sygnał akustyczny wyemitowany przez morświna odbija się od ryby.
Powracające do niego echo niesie informację o kierunku, odległości,
wielkości i innych cechach napotkanego obiektu.

Badania prowadzone na niektórych gatunkach waleni wskazują na to, że ich sonar¹może być narzędziem zadziwiająco precyzyjnym i prawdopodobnie daje tym zwierzętom obraz otoczenia o jakości porównywalnej do uzyskanej przy obserwacji wzrokowej, co ułatwia im polowanie, omijanie przeszkód i ogólną orientację w przestrzeni. Morświny są w stanie rozpoznawać nie tylko obiekty znajdujące się w wodzie, ale również ukryte pod niezbyt grubą warstwą osadów dennych. Głębokość penetracji dna przez dźwięk zależy od rodzaju osadów. Jest np. większa w mule niż w piasku. Umożliwia to morświnom polowanie na niektóre występujące tam gatunki zwierząt.

Sprawność każdego systemu sonarowego – także tego wykorzystywanego przez zwierzęta – zależy od parametrów wytwarzanej w nim fali akustycznej. Chociaż morświny wydają dźwięki o dość szerokim zakresie częstotliwości² tj. od 40Hz do 150kHz, to najwięcej energii niosą (są „najgłośniejsze”) wysyłane przez nie sygnały o częstotliwościach 120 – 140 kHz, które właśnie służą im do sondowania otoczenia. Dla porównania ludzkie możliwości słyszenia ograniczają się do przedziału częstotliwości od 16Hz do 20kHz. Większe częstotliwości sygnału sonarowego zapewniają większą rozdzielczość otrzymanego „obrazu”. Inaczej mówiąc, im wyższy ton sondującego impulsu tym mniejsze obiekty można nim wykryć. Niestety, jak często bywa w naturze, zysk z jednej strony wiąże się ze stratą z drugiej. Dźwięki o większej częstotliwości są znacznie szybciej pochłaniane przez ośrodek, w którym się rozchodzą, przez co ich zasięg jest dużo mniejszy od dźwięków niskotonowych.

Zdolność echolokacji ułatwia morświnom życie, a dla nas jest ważnym źródłem informacji o tych zwierzętach. Ponieważ na Bałtyku morświn jest gatunkiem zanikającym, został objęty ochroną, a Porozumienie na Rzecz Ochrony Małych Waleni Bałtyku i Morza Północnego (ASCOBANS – ang. Agreement on Conservation of Small Cetaceans of Baltic and North Seas), którego stroną jest Polska, opracowało plan odtworzenia populacji morświna w Morzu Bałtyckim. Jednym z elementów tego planu jest możliwie dokładne oszacowanie liczby tych zwierząt zamieszkujących obecnie nasze morze, a wśród narzędzi służących realizacji tego zadania znalazły się właśnie metody akustyczne, czyli „podsłuchiwanie” tego, co się dzieje w wodzie przy pomocy hydrofonów – podwodnych odpowiedników mikrofonów.

Dzięki temu, że morświny używają do echolokacji dźwięków o charakterystycznym, stosunkowo wąskim zakresie częstotliwości fali, można wykryć ich obecność poddając docierające z otoczenia sygnały prostej analizie, z relatywnie małym prawdopodobieństwem błędu. Jacht „Song of the Whale”, należący do współpracującego z ASCOBANS Międzynarodowego Funduszu na Rzecz Zwierząt (IFAW), dwukrotnie – w roku bieżącym i poprzednim – odbył rejsy badawcze na południowym Bałtyku, podczas których prowadzono obserwacje z pokładu i ciągłą rejestrację danych z dwóch holowanych na stumetrowym kablu hydrofonów.

Miałem przyjemność spędzić trzy tygodnie na pokładzie tej jednostki, wypatrując na powierzchni wody ciemnych grzbietów z trójkątnymi płetwami, a na ekranie komputera czerwonych punktów oznajmiających możliwą obecność morświna w pobliżu. Wyniki tegorocznych obserwacji w tej części Bałtyku nie były pocieszające. Nie zobaczyliśmy żadnej płetwy na wschód od Świnoujścia i mieliśmy tylko jedną rejestrację akustyczną u wybrzeży Szwecji. O skuteczności automatycznego, akustycznego wykrywacza morświnów mogłem się przekonać dopiero na wodach niemieckich i duńskich w rejonie Zatoki Meklemburskiej i Małego Bełtu, gdzie, uwzględniając nasze doświadczenia na wodach polskich, można było mówić o obfitości gatunku. W większości przypadków, obserwacji morświna na powierzchni wody towarzyszyło pojawienie się skupisk czerwonych punktów na monitorze komputera, który na bieżąco analizował przekazywane z hydrofonów dane.

Żeby komputer „wiedział” kiedy wyświetlić na ekranie czerwoną kropkę, a kiedy niebieską oznaczającą sygnał neutralny, inny niż pochodzący od morświna, musiał mieć wprowadzony odpowiedni program rozpoznawania docierających do niego z różnych źródeł dźwięków.

Pod wodą wcale nie jest tak cicho jak mogłoby się nam wydawać, szczególnie w miejscach uczęszczanych przez statki będące głównymi źródłami hałasu. Rejestrowały to nasze hydrofony. Zastosowana analiza pozwala na odróżnianie sygnałów morświnowych. Pozwalała także na identyfikację innych gatunków. Było, i jest to bardzo istotne dla badań prowadzonych na poza bałtyckich akwenach. Prawdopodobieństwo spotkania na Bałtyku np. delfina było i jest stosunkowo małe.

W celu klasyfikacji sygnału, nasz pokładowy komputer analizował jego względną moc, na trzech wybranych częstotliwościach (kanałach). Mówiąc obrazowo zapisywał udział w chórze; basów, altów i sopranów. Dosłowność tego porównania jest zwodnicza. Pamiętajmy, że jest tu mowa o ultradźwiękach, czyli falach akustycznych o częstotliwościach wyższych od górnej granicy przedziału częstotliwości słyszanych przez człowieka.

Sonarowy sygnał morświna określony w języku angielskim słowem clicks (co oznacza trzaski) po przetworzeniu do postaci dla nas słyszalnej (obniżeniu częstotliwości) tak właśnie brzmi – trzeszczy. Także dźwięki emitowane przez echosondy i śruby statków trudno jest nazwać śpiewem. Ażeby sygnał morświna mógł być uznany za jego „głos”, musiał mieć (w zależności od kanału) poziom wyższy lub niższy od tzw. wartości progowych każdej z trzech częstotliwości.

Nasz badawczy system działał sprawnie – komputer wyłapywał morświnowe dźwięki. Potwierdzały to jednoczesne pojawy zwierząt na powierzchni penetrowanej wody.
Badania hydroakustyczne, jako część programu szacowania liczebności populacji morświnów w Bałtyku, nadal będą realizowane przez Stację Morską UG w Helu na wodach Zatoki Gdańskiej. Rejestrowane od lat przypadki obserwacji lub złowienia tych ssaków pomagają ustalić miejsca największego prawdopodobieństwa ich pojawienia się.

Miejmy nadzieję wkrótce „usłyszeć” jakieś pocieszające sygnały wskazujące na to, że morświny jeszcze nas całkiem nie opuściły. Życzmy sobie, aby efekty planu odtworzenia tego gatunku w Bałtyku spowodowały, że będziemy mogli zobaczyć pojawiające się na powierzchni wody ciemne grzbiety z niewielką, trójkątną płetwą. Na razie trend jest skrajnie niekorzystny, Morświnów ginie 3 – 4 razy za dużo w stosunku do ich możliwości przetrwania.

Radomił Koza