Hoe een chemische stof uit kleine zeedieren noordkapers kan helpen beschermen

Bedreigingen voor noordkapers

Noordkapers, een soort baleinwalvissen, staan op het punt van uitsterven. Er zijn nog ongeveer 350 noordkapers over, waarvan minder dan 70 vrouwtjes die zich kunnen voortplanten. De populatie is instabiel, en dreigt kleiner te worden naarmate meer kalfjes en vrouwtjes gewond raken of overlijden. Deze ongewone sterfte is sinds 2017 aan de gang. De belangrijkste oorzaken hiervan zijn verstrikking in vistuig en scheepsaanvaringen.

Er zijn verschillende inspanningen geweest om gewonde en verstrikte walvissen op zee te redden en toekomstige negatieve gevolgen voor de populatie te voorkomen, waaronder reddingsmissies om noordkapers te bevrijden uit vistuig en necropsies om hun doodsoorzaak vast te stellen (die consistent zijn gebleven sinds onderzoek van IFAW in 2019). Ook het invoeren van snelheidsbeperkingen voor schepen beschermt de soort. Bewustwording blijft zich verspreiden onder burgers, zeelieden en onderzoekers met het gebruik van de app Whale Alert. Via deze app worden waarnemingen van walvissen geregistreerd en gevolgd, waardoor mensen op het water hierop kunnen reageren en de dieren kunnen omzeilen.

Door samenwerking tussen onderzoekers, wetenschappers, beleidsmakers, burgers en vissers kunnen zulke beschermende maatregelen de soort beter behouden. Hoewel deze veiligheidsmaatregelen heel belangrijk zijn en zeker moeten worden voortgezet, is er ook dringend behoefte aan een nieuwe methode om de locaties van noordkapers te voorspellen.

Wat is dimethylsulfide (DMS)?

DMS is een chemische verbinding die vrijkomt wanneer zoöplankton (kleine schaaldiertjes in zee) fytoplankton (microscopisch kleine plantjes) eten. Fytoplankton produceren verbindingen om te overleven in het zeewater, zoals dimethylsulfoniopropionaat (DMSP). Het in water oplosbare DMSP gebruikt zwavel uit de omgeving om de balans van het zoute water in en rondom de cellen van fytoplankton te reguleren.

DMSP beschermt de cellen tegen veranderingen in omgevingscondities zoals zoutgehalte, licht, voedingsstoffen en zuurstof. Dit draagt uiteindelijk bij aan het vermogen van fytoplankton om te overleven in veranderende omgevingen.

Wanneer fytoplankton wordt opgegeten door zoöplankton, komt het opgeslagen DMSP vrij in het water. Dit wordt dan door bacteriën afgebroken tot DMS. Het chemische aroma dat hieruit voortkomt, blijft hangen in de oceaan en in de atmosfeer. Hier kan de geur voor roofdieren zoals noordkapers dienen als signaal dat er eten aanwezig is. Noordkapers eten namelijk zoöplankton. Zij worden daarom door de geur aangetrokken in hun zoektocht naar eten.

Hoe gebruik je DMS om noordkapers te vinden?

Er zijn al veel methodes en modellen gebruikt om de aanwezigheid van walvissen in kaart te brengen. Dit zijn met name voorspellende methoden, die bijvoorbeeld kijken naar de verspreiding van diersoorten en hoe geschikt bepaalde leefgebieden zijn voor een diersoort. Voorspellende modellen die zijn gebaseerd op prooidieren en DMS zijn echter relatief nieuw.

Onderzoek heeft aangetoond dat de aanwezigheid van DMS samenhangt met de biomassa van zoöplankton, wat een cruciale voedselbron is voor noordkapers en andere baleinwalvissen. Gebaseerd op dit feit toonde een studie uit 2021 aan dat de aanwezigheid van baleinwalvissen te voorspellen is aan de hand van de concentraties DMS.

Samenkomsten van noordkapers

De afgelopen drie jaar werkten Stellwagen Bank National Marine Sanctuary, Woods Hole Oceanographic Institution en IFAW samen aan een onderzoek waaruit bleek dat noordkapers naar de gebieden met de hoogste DMS-concentraties kwamen en vervolgens zoöplankton opspoorden. IFAW werkt samen met deze groepen aan verder onderzoek naar DMS om mogelijke verbanden tussen DMS en samenkomsten van noordkapers te identificeren.

In 2023 gingen onderzoekers aan boord van Song of the Whale, een niet-invasief onderzoeksschip dat moederwalvissen en hun kalveren volgt om gegevens te verzamelen over hun gedrag, gezondheid, leefgebied en de bedreigingen waar ze mee te maken krijgen. Onderzoekers volgden hun migratieroute vanaf hun broedgebied in Florida, Verenigde Staten naar de Golf van Maine, VS, waarbij ze de samenkomsten van noordkapers in Cape Cod onderzochten.

Een goede neus met stereoreuk

Een belangrijke vraag in deze studie was: hoe kunnen noordkapers het aroma van DMS gebruiken om het microscopische zoöplankton te lokaliseren? Het blijkt dat de walvissen een unieke neusstructuur hebben die hen direct naar deze kleine organismen leidt.

IFAW en andere groepen testen momenteel een hypothese uit een onderzoek uit 2024: noordkapers zouden een voordeel kunnen hebben bij het opsporen en lokaliseren van voedsel door hun reukvermogen. Uit de studie bleek dat walvissen zoals noordkapers, die een voorkeur hebben voor zoöplankton, neusgaten hebben die verder uit elkaar staan dan bij andere walvissen.

Sommige dieren kunnen met 'stereovisie', hun brede zichtveld, prooien op specifieke afstanden lokaliseren; en uilen kunnen met hun asymmetrische oren via 'stereogehoor' bepaalde geluiden lokaliseren. Zo kunnen walvissen met deze wijd uit elkaar staande neusgaten prooien beter lokaliseren met behulp van geur, via hun 'stereoreuk' (in het Engels ook wel 'stereo-olfaction' genoemd). Deze walvissen weten precies welk voedsel ze willen en hebben de middelen om dit te vinden!

Waarom zou je DMS gebruiken om noordkapers te volgen?

Het doel van dit onderzoek is uiteindelijk om de bewegingen en locaties van noordkapers te begrijpen om toekomstige bewegingen beter te kunnen voorspellen. Dan kunnen noordkapers worden beschermd tegen verstrikking, aanvaringen door schepen en geluidsoverlast. Als bekend is waar de walvissen zijn en waar ze mogelijk naartoe gaan, kunnen vissers van tevoren worden gewaarschuwd om hun vistuig op te halen, zodat de walvissen niet verstrikt raken.

Nu klimaatverandering eraan bijdraagt dat de foerageergebieden (waar voedsel wordt gezocht en gegeten) naar het noorden verschuiven, veranderen de bewegingspatronen van noordkapers en komen ze in contact met menselijke activiteiten in verschillende gebieden. Een waarschuwing maakt het makkelijker voor verschillende industrieën om vooruit te plannen en de soort te beschermen.

Volgende stappen

Onderzoekers hopen uiteindelijk een gebruiksvriendelijk systeem te ontwikkelen dat gebruik maakt van satelliet-tracking om op afstand zoöplankton en de walvissen die daarbij horen bijna live te detecteren. Door kleur-gecodeerde warmtekaarten van DMS te gebruiken, kan er potentieel een betere en meer nauwkeurige voorspelling worden gedaan dan met visuele waarnemingen of akoestische opnames.

De strijd om de noordkapers te redden is nog lang niet gestreden.