Kjarnorkutilraunir í kalda stríðinu varpa ljósi á aldur hvalháfa
Alþjóðlegum hópi vísindmanna, þar á meðal við Háskóla Íslands, hefur í fyrsta sinn tekist að ákvarða raunverulegan aldur hvalháfa, stærstu fisktegundar heims. Kjarnorkutilraunir í kalda stríðinu spila þar óvænt hlutverk en vonir standa til að uppgötvunin stuðli að verndun tegundarinnar sem nú er í útrýmingarhættu.
Sagt er frá þessari tímamótauppgötvun í grein í nýjasta hefti vísindatímaritsins Frontiers in Marine Science, en meðal höfunda hennar er Steven Campana, prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands.
Erfitt hefur reynst að ákvarða aldur hvalháfa vegna þess að þeir eru brjóskfiskar líkt og aðrar hákarlategundir og skötur. Hann hefur því ekki svokallaðar kvarnir sem finna má í hauskúpum beinfiska en í kvörnum myndast árhringir líkt og í trjám og út frá þeim má áætla aldur fiska.
Í hryggjaliðum hvalháfa er hins vegar að finna annars konar vaxtarhringi sem svipar til árhringja í trjám og vitað var að þeim fjölgaði eftir því sem dýrið eldist. Hins vegar var ekki ljóst hvort nýr hringur myndist á eins eða hálfs árs fresti og því ekki til afgerandi leið til að áætla aldur dýra innan tegundarinnar.
Til þess að skera úr um þetta ákvað hópur sjávarlíffræðinga undir forystu þeirra, Joyce Ong, vísindamanns við Rutgers-háskóla í New Jersey í Bandaríkjunum, Steven Campana, prófessors við Háskóla Íslands, og Mark Meekan við Hafrannsóknastofnun Ástralíu í Perth, að nýta sér geislavirkar leifar kjarnorkukapphlaups kalda stríðsins.
Geislavirk kolefni gegnir lykilhlutverki í aldursgreiningu
„Hákarlar hafa átt hug minn alla mína ævi en ég fór að sinna rannsóknum á þeim fyrir alvöru þegar ég varð forstöðumaður Canadian Shark Research Laboratory fyrir langalöngu,” segir Steven sem er með virtustu vísindamönnum heims á sviði rannsókna á hákörlum og aldursgreiningar fiska og hefur verið prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands undanfarin fimm ár. „Þrátt fyrir að rannsóknir mínar hér við Háskóla Íslands hafi snúist meira um íslenskar fisktegundir, eins og þorsk, tek ég áfram þátt í alþjóðlegum rannsóknum á hákörlum, með sérstakri áherslu á nýjar rafrænar leiðir til að fylgjast með þeim og ákvarða aldur þeirra. Ein af þeim aðferðum sem ég og samstarfsfólk mitt þróuðum fyrir nokkrum árum var að nýta geislavirkar leifar kjarnorkutilrauna kalda stríðsins, sem finna má í afar litlu magni alls staðar í heiminum, til þess að ákvarða aldur hákarla og annarra fiska,” segir Steven.
Hryggjarliður hvalháfs er engin smásmíði en hann hefur að greyma vaxtarhringi sem svipar til árhringja.
Aðferðin sem um ræðir byggist á tiltekinni gerð af kolefni, kolefnissamsætunni C-14 sem einnig nefnist geislakol. Þessa geislavirku samsætu kolefnis er að finna í náttúrunni, t.d. í dýraleifum. Magn C-14 í slíkum lífrænum leifum minnkar með reglulegum hætti með tímanum sem gerir mönnum auðveldlega kleift að áætla aldur sýna út frá magni C-14 í þeim. Þessi aðferð við aldursákvörðun er nefnd geislakolsmælingar og hafa fornleifafræðingar og sagnfræðingar nýtt hana um árabil til þess að varpa ljósi á aldur gamalla beina og annarra hluta.
Í kalda stríðinu á sjötta og sjöunda áratug síðustu aldar gerðu Bandaríkin, Sovétríkin, Bretland, Frakkland og Kína ýmsar tilraunir með kjarnavopn, þar á meðal með sprengingum í nokkurra kílómetra hæð yfir yfirborði jarðar. Við það tvöfaldaðist magn C-14 í andrúmsloftinu tímabundið og bárust leifar samsætunnar um loftið og þaðan í höfin. Úr andrúmsloftinu og hafinu bárust leifarnar inn í fæðuvefi allra lífvera á jörðinni og mynduðu þannig nokkurs konar stimpilmerki í þeim sem enn finnst.
Steven sem er með virtustu vísindamönnum heims á sviði rannsókna á hákörlum og aldursgreiningar fiska og hefur verið prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands undanfarin fimm ár. „Þrátt fyrir að rannsóknir mínar hér við Háskóla Íslands hafi snúist meira um íslenskar fisktegundir, eins og þorsk, tek ég áfram þátt í alþjóðlegum rannsóknum á hákörlum, með sérstakri áherslu á nýjar rafrænar leiðir til að fylgjast með þeim og ákvarða aldur þeirra,” segir Steven.
Hákarlar verða fjörgamlir
Með þetta í huga tókst Steven og samstarfsfélögum að þróa aðferð þar sem þeir nýta gögn um geislakol í kjarnorkusprengjum og bera saman við magn frumefnisins í mismunandi vaxtarhringjum fiska til að varpa ljósi á aldur þeirra. „Við höfum notað þessa aðferð til að ákvarða aldur fjölda fisk- og hákarlategunda og þess vegna hafa fjölmargir vísindamenn haft samband við okkur og óskað eftir samstarfi um rannsóknir á þeim tegundum sem þeir eru að fást við. Þannig var það líka í tilviki hvalháfanna,“ útskýrir Steven.
Með því að rýna í vaxtahringi tveggja löngu dauðra hvalháfa, sem strönduðu við Pakistan og Taívan, tókst Steven og félögum að staðfesta að einn vaxtarhringur í hryggjarliðum hvalháfa jafngildi einu ári. Um leið tókst að komast að aldri dýranna. Í ljós kom að annað dýrið var 50 ára þegar það drapst og er það í fyrsta sinn sem aldur hvalháfs er staðfestur með óyggjandi hætti. „Við höfum áður rannsakað aðrar tegundir og komist að því að hvítháfar verða að minnsta kosti 66 ára, hámerar 70 ára og samlokur geta orðið allt að 200 ára,“ segir Steve enn fremur.
Þversniðsmynd af hryggjarlið hvalháfsins frá Pakistan sem sýnir 50 vaxtarhringi og þar með að dýrið var 50 ára. MYND/Paul Fanning
Rannnsóknin styður við verndaráætlanir fyrir hvalháfa
Vísindahópurinn undirstrikar í greininni þýðingu uppgötvunarinnar og bendir á að það geti haft alvarleg áhrif á verndun tegunda að van- eða ofáætla aldur þeirra. „Þrátt fyrir að skilningur okkar á fari, hegðun, tengslum og dreifingu hvalháfs hafi aukist umtalsvert á síðasta áratug er þekking okkar á grundvallarlífsferli tegundarinnar, eins og aldri, langlífi og dánartíðni, enn óþekkt. Með þessari rannsókn hefur okkur þó tekist að sýna fram á að hvalháfar geta náð háum aldri og við erum því komið með eitt stykki til viðbótar í lífspúsl hvalháfsins,“ segir Mark Meekan, vísindamaður við Hafrannsóknastofnun Ástralíu.
„Margar hákarlategundir, þar á meðal hvalháfurinn, eiga undir högg að sækja og eru í mikilli útrýmingarhættu. Til þess að geta stuðlað að styrkingu stofnanna þurfum við að vita hversu lengi þeir lifa og hversu hratt þeir vaxa en þær hákarla- og fisktegundir sem vaxa hægt fjölga sér eðlilega hægar en þær sem vaxa hratt. Það er hins vegar ekki auðvelt að ákvarða aldur marga fisk- og hákarlategunda og þess vegna er aðferðin sem við nýttum í rannsókninni mikilvæg. Við höfum á síðustu tveimur áratugum komist að því að fyrri túlkanir okkar á aldri og vexti hákarla voru kolrangar og það skýrir hvers vegna svo margar þeirra eiga undir högg að sækja. Rannsóknin á hvalháfunum er liður í leiðrétta þetta og stuðla þannig að styrkingu hákarlastofna í heiminum,“ segir Steven að endingu um þýðingu rannsóknarinnar.
