https://frosthead.com

Bagi Para Ilmuwan, Bongkahan Kotoran Telinga Paus Dapat Menjadi Biara Harta Karun

Kotoran telinga paus? Sangat? Aneh pada banyak tingkatan — paus bahkan memiliki kotoran telinga, bahwa seseorang berpikir untuk mencari sesuatu seperti itu, dan Museum Nasional Sejarah Alam Smithsonian tidak menyimpan satu, bukan sepuluh, tetapi sekitar 1.000 sampel colokan kotoran telinga paus untuk lebih dari 50 tahun.

Konten terkait

  • Dua Ilmuwan Smithsonian menelusuri kembali Keadaan Misterius dari Kematian dan Perubahan Sejarah tahun 1866
  • Tampilan Publik Langka dari Naskah Maya Abad ke-17
  • Tengkorak Gorila Dian Fossey Adalah Harta Ilmiah dan Simbol Perjuangannya
  • Dalam Lapisan-Lapisannya, Alga Coralline Merah Muda yang Memukau ini Memegang Rahasia Masa Lalu Iklim

Dan sampel-sampel itu, yang belum lama berselang menjadi debu dan beberapa pertanyaan tentang nilainya, kini mengubah komunitas ilmiahnya (tunggu dulu). . . telinga.

Itu karena mereka jauh lebih dari benda aneh, aneh dan agak kotor yang terlihat. Kita sekarang belajar bahwa sampel kotoran telinga paus sangat mungkin unik dalam kemampuan mereka untuk menggambarkan sejarah kehidupan mamalia laut yang berumur panjang, serta memberi kita sekilas ke suatu tempat dan waktu yang tidak dapat kita jangkau dengan cara lain. Mereka, pada dasarnya, kapsul waktu fisiologis dan ekologis, dan untuk penelitian para ilmuwan yang mencoba untuk lebih memahami lautan dunia mereka adalah emas padat.

“Ini adalah contoh yang baik dari spesimen yang dikumpulkan untuk satu tujuan bertahun-tahun yang lalu — yang pertama dikumpulkan pada pergantian abad ke-20 - dan sekarang saat kami menemukan cara lain untuk menginterogasi spesimen ini, kami dapat untuk mengetahui bahwa mereka memiliki keseluruhan cerita lain untuk diceritakan, ”kata peneliti Smithsonian Charley Potter, yang merupakan manajer koleksi museum di divisi zoologi vertebrata hingga ia pensiun pada 2015.

“Kita akan mulai mengajukan pertanyaan yang bahkan tidak ada yang berpikir untuk menanyakan hewan-hewan ini, karena tidak ada yang bisa kembali ke masa lalu. Tetapi ini memungkinkan kita untuk melakukan itu, ”kata Stephen J. Trumble, seorang profesor biologi dan fisiologi hewan di Universitas Baylor. "Kadang-kadang itu tampaknya luar biasa karena kita mendapatkan begitu banyak informasi."

Seperti kebanyakan inovasi dalam sains, penelitian tentang kotoran telinga paus — alias penyumbat telinga — ketika sampel inti samudera muncul dengan mengajukan pertanyaan yang tak seorang pun pernah bertanya, dan dengan memeriksa yang jelas dari perspektif yang sama sekali berbeda.

Kembali pada hari itu, ketika kami membantai paus dengan sembrono, para pemburu paus menemukan penyumbat telinga ketika mereka membedah kepala tambang yang malang itu. Penyumbat telinga paus dari koleksi Natural History Museum adalah satu dari ratusan spesimen yang jarang ditampilkan pada pameran, "Objects of Wonder, " pembukaan 10 Maret 2017. Acara ini meneliti peran penting yang dimainkan koleksi museum dalam ilmiah. pencarian pengetahuan.

Koleksi Mamalia Laut Fasilitas penyimpanan Paul E. Garber Smithsonian yang sangat besar di Suitland, Maryland, adalah tempat para ilmuwan museum menyimpan koleksi mamalia laut. (Donald E. Hurlbert)

“Kanal telinga luar dalam cetacea disegel di permukaan, ” kata ahli biologi kelautan Randall W. Davis, di Texas A&M di Galveston dan ahli fisiologi mamalia laut terkemuka. “Ada sisa kanal pendengaran eksternal, tetapi tidak terbuka untuk lingkungan. Minyak masih disekresikan di telinga, tetapi terakumulasi dalam matriks organik yang luar biasa ini yang telah diletakkan dalam lapisan yang sangat berbeda. ”

Sama seperti cincin pohon, lapisan berganti secara teratur dari gelap ke terang, menunjukkan periode pertumbuhan. Sejak awal 1900-an, kata Trumble, para ilmuwan menemukan bahwa lapisan-lapisan ini dapat digunakan untuk mendekati usia hewan. Tapi itu cukup banyak digunakan untuk mereka, selain ditampilkan sebagai keingintahuan.

Suatu hari sekitar lima tahun yang lalu, Trumble, yang berspesialisasi dalam fisiologi mamalia laut, berbicara tentang lapisan-lapisan ini dengan rekannya Sascha Usenko, direktur Program Pascasarjana Ilmu Lingkungan Baylor dan seorang ahli kimia atmosfer dan lingkungan.

"Dan dia berkata, 'Ini sangat mirip dengan inti sedimen tempat kamu menghitung lapisan dalam sedimen, ' dan kami berdua saling memandang dan berkata, oke ... '' Dalam pengalaman Usenko, inti sedimen adalah harta karun informasi tentang masa lalu iklim dan lingkungan.

Charlie Potter Kami dapat menemukan bahwa kotoran telinga dari ikan paus memiliki cerita lain untuk diceritakan, kata peneliti Smithsonian Charley Potter (di atas). (Donald E. Hurlbert)

“Mereka mampu merekam dan mengarsipkan informasi kimia, dan kita bisa mendapatkan tren dari informasi itu, ” katanya, “inti karang, inti es, semua jenis. Ketika kita mencocokkan profil kimia dengan urutan waktu, kita dapat merekonstruksi seperti apa beberapa aspek lingkungan di masa lalu. Jumlah informasi yang berasal dari jenis matriks itu sangat banyak. ”

Jadi pertanyaan apa yang bisa diberikan oleh matriks organik yang merupakan penyumbat telinga paus?

Mereka bertanya kepada Potter apakah dia punya kotoran telinga paus di koleksi Museum Sejarah Alam. Apakah dia pernah melakukannya? Pada akhir 1960-an, menjelang akhir partisipasi Amerika Serikat dalam perburuan paus industri, Biro Perikanan (sekarang Dinas Perikanan Laut Nasional) memanen berbagai jaringan dan sampel dari paus mati untuk dipelajari. Penyumbat telinga berakhir di Institusi Smithsonian — palet dan palet mereka.

Bersemangat tentang teori Trumble dan Usenko, Potter menawarkan beberapa penyumbat telinga dan gagasan tentang apa yang bisa mereka ungkapkan. Setelah sekitar 18 bulan hanya mencari tahu bagaimana berhasil memproses sampel, pekerjaan awal mereka menunjukkan pola kontaminan lingkungan yang mirip dengan apa yang mereka lihat diletakkan di jaringan seperti lemak, yang berhubungan dengan periode makan setelah masa migrasi dan puasa.

Menindaklanjuti dengan lebih banyak pertanyaan dan penyumbat telinga dari paus biru yang menderita serangan kapal dari pantai California dan terhanyut pada 2007 (disediakan oleh Museum Sejarah Alam Santa Barbara), Usenko, Trumble, Potter dan dua rekan penulis lainnya menerbitkan sebuah makalah pada tahun 2013 dalam Prosiding National Academy of Sciences.

Ini menggambarkan bagaimana penyumbat telinga paus biru tidak hanya menangkap sejarah kontaminan yang ditemui paus sepanjang hidupnya, tetapi juga log fisiologis perubahan hormon dan bahan kimia yang terkait dengan stres yang para ilmuwan dapat hubungkan dengan peristiwa kehidupan utama seperti pubertas, kehamilan dan kelahiran. Data dasar ini dapat membantu para ilmuwan mengasumsikan asumsi kebenaran yang telah mereka gunakan untuk menentukan usia, masa kehamilan dan tingkat kelahiran, misalnya — semua informasi yang membantu pembuat kebijakan membuat keputusan yang lebih baik tentang pengelolaan spesies.

Mungkin yang lebih penting, penyumbat telinga menyediakan semua data ini pada timeline yang terukur hingga keakuratan enam bulan. Karena setiap band di colokan diletakkan dalam interval kira-kira enam bulan, para peneliti dapat menentukan dengan sangat teliti ketika paparan atau peristiwa tertentu terjadi. Dan mereka tahu bahwa penyumbat telinga juga akan memungkinkan mereka untuk menentukan data dasar dari mana mereka dapat membandingkan dan mengukur tidak hanya paparan satu paus terhadap hal-hal seperti merkuri dan pestisida melalui kehidupannya di berbagai perairan, tetapi juga paus lain di lautan dan dekade lainnya untuk perbandingan. belajar — suatu sejarah kimiawi dan biologis tidak hanya pada paus, tetapi juga lautan tempat mereka berenang.

Misalnya, sekarang mungkin untuk memeriksa penyumbat telinga yang diambil pada tahun 1910 dari paus abu-abu yang berada di Pasifik di San Francisco — yang, tergantung pada usianya, bisa saja hidup pada awal hingga pertengahan 1800-an — dan membandingkan datanya. ke paus abu-abu di lautan yang sama pada tahun 1970 atau saat ini (jika seseorang mencuci mati, yang merupakan cara utama ilmuwan mendapatkan sampel kontemporer).

Apakah angka kelahiran yang sama? Kontaminan apa yang ada dalam satu tetapi tidak yang lain, dan mengapa? Dari mana asal kontaminan seperti itu? Apakah tingkat stresnya sama, dan jika tidak, mengapa tidak? Apa yang menyebabkan stres? Pertanyaannya menjadi hampir tak ada habisnya.

"Itu bahkan lebih unik daripada sesuatu seperti sedimen, karena itu mewakili individu dan dapat bergerak, dan mereka memiliki umur yang sangat panjang, dan sering kali mereka hidup di bagian-bagian planet yang sering tidak kita akses, "Kata Usenko. "Ini adalah alat yang sangat kuat yang pada dasarnya orang mengatakan kepada kami, 'Saya tidak pernah berpikir saya bisa mengajukan pertanyaan ini.' ''

“Mereka telah menemukan jendela yang benar-benar baru ke dalam fisiologi dan paparan lingkungan terhadap bahan kimia tertentu. . . pertanyaan yang sangat, sangat sulit untuk dijawab sebaliknya, ”kata Davis. “Jika Anda menggunakan tombak paus dan menganalisis semua jaringannya, Anda memiliki satu snapshot dalam waktu yang mungkin mewakili beberapa minggu atau bulan. Tetapi jika Anda memiliki perekam fisiologis pada hewan yang menjalankan seluruh hidupnya maka itu menjadi sangat berharga, dan itulah yang ini. "

Sekarang setelah mereka mulai mengungkap misteri penyumbat telinga, Usenko, Trumble dan ilmuwan lain sedang menambang spesimen ini untuk data. Sejauh ini mereka telah memproses sekitar dua lusin sumbat — beberapa dari koleksi Museum Sejarah Alam, yang lain dari museum di seluruh dunia, yang lain dari perburuan paus bow Inuit asli setempat — mencoba menjangkau generasi, geografi, dan spesies. (Catatan: Tidak semua paus menghasilkan penyumbat telinga. Spesies yang lebih kecil, misalnya, memiliki saluran telinga yang berbeda bentuknya sehingga tidak dapat mengakomodasi mereka.)

Trumble tertarik, misalnya, pada kekuatan eksternal yang menciptakan stres. Misalnya, mengapa kadar kortisol — ukuran kimiawi stres — naik turun dalam paus bowhead yang baru saja dibunuh dari Barrow, Alaska, sedangkan pada paus biru 2007, tingkat stres secara konsisten tinggi?

“Apakah ini fungsi dari tempat paus biru itu berada, seperti daerah pengiriman yang berat? Atau apakah hanya hewan itu sendiri? ”Tanyanya. Dia juga mencoba melihat apakah hewan-hewan dari, katakanlah, tahun 1980-an, lebih stres daripada yang berenang pada tahun 1920-an; sejauh ini, data menunjukkan bahwa tingkat stres awal lebih rendah pada generasi hewan lalu. “Kami tidak tahu harus menghubungkan apa dengan itu; apakah itu kebisingan, bahan kimia, makanan, kekurangan makanan? Kami belum tahu. . . dengan setiap plug yang kita dapatkan, sepertinya ada lebih banyak pertanyaan yang harus kita jawab. "

“Objek Keajaiban: Dari Koleksi museum Nasional Sejarah Alam” ditayangkan pada 10 Maret 2017 hingga 2019.

Bagi Para Ilmuwan, Bongkahan Kotoran Telinga Paus Dapat Menjadi Biara Harta Karun