The Atlantic: Co dělají mořští predátoři tak hluboko pod hladinou?

Co dělají mořští predátoři tak hluboko pod hladinou?

Článek vydaný v magazínu The Atlantic. Napsala Stephanie Painová, přeložil Karel Janů.

Existuje pro to jediné slovo: nepopsatelné. „Je to jeden z těch úžasných zážitků, které se nedají popsat slovy,“ říká ekolog Simon Thorrold. Snaží se vysvětlit, jaké to je, když se ponoříte do oceánu a připevníte vysílačku na žraloka velrybího - nejúžasnější rybu v moři. „Pokaždé, když to dělám, zažívám obrovský nával adrenalinu,“ říká. „Jednak kvůli vědě, jednak kvůli té šílené rychlosti, kterou se ji snažím připevnit. Ale zčásti je to i tím, že jsem prostě taky jen člověk a žasnu nad přírodou a obrovskými zvířaty.“

Žraloci velrybí jsou jednou z vybraných skupin velkých mořských živočichů, které si vědci jako Thorrold z Oceánografického institutu Woods Hole v Massachusetts zvolili za předmět svého oceánského výzkumu. Jsou vybaveni elektronickými vysílačkami se sadou senzorů, sledovacích zařízení a občas i malými kamerami a shromažďují informace tam, kam výzkumníci nemohou. Odhalují pozoruhodné cesty napříč celými oceány a ukazují, že potápění do hlubin je u různých typů velkých mořských predátorů v podstatě všudypřítomné.

Mnozí z nich se pravidelně potápějí stovky a někdy i tisíce metrů do hloubek, kde může být voda nebezpečně studená a s nedostatkem kyslíku. Do míst, kde je jen málo světla nebo žádné – s výjimkou blikání a záblesků bioluminiscenčních organismů. Do míst, kde je obrovský tlak, který některým živočichům hrozí smrtelnou dekompresní nemocí.

Vývin adaptací

Aby mohly fungovat v takových hloubkách, vyvinuly si hlubinné druhy celou řadu anatomických a fyziologických adaptací: například tlustý, izolační tuk nebo cévy přeměněné v systémy výměny tepla, plíce, které při hlubokém ponoru splasknou, svaly uchovávající kyslík nebo velmi citlivé oči. Co však vedlo tyto velké dravce k tomu, aby si osvojili tyto pozoruhodné potápěčské schopnosti?

Pro mnoho biologů je odpověď jasná: potrava. Přesto je pozoruhodně těžké to dokázat. Po desetiletích využívání vysílaček je ve studiích k dispozici dostatek nepřímých důkazů, abychom si mohli být jisti, že se mnozí vrcholoví predátoři skutečně potápějí do hloubky při hledání kořisti. Stále ovšem platí, že v akci byl pozorován pouze jeden druh. Rypouš severní (Mirounga angustirostris) se stal superhvězdou díky průkopnické sérii krátkých filmů, ve kterých hraje hlavní roli jeho vlastní čenich s vousy a ve vedlejších rolích vystupují hlubinné ryby a chobotnice.

Potrava však nemusí být jediným lákadlem mořských hlubin, říká Thorrold, spoluautor článku publikovaného v roce 2022 v časopise Annual Review of Marine Science, který se zabývá motivací potápějících se dravců. Potápění a chování potápěčů se liší: Někteří živočichové se potápějí mnohokrát za hodinu, jiní sporadicky. Většina se drží v hloubkách mezi 200 a 1 000 metry, což je oblast oficiálně nazývaná mesopelagická. Známější je ale jako soumračná zóna.

Jiní se noří mnohem hlouběji. Různé trajektorie ponorů také naznačují, že nemají jen jednu funkci. Například rychlý ponor dolů a stejně prudké vynoření naznačují jiný účel než dlouhý, pomalý ponor s plochým dnem. „Pokud tentýž jedinec provádí různé typy ponorů v různou dobu,“ říká Thorrold, „pak je to dobrý důkaz, že slouží k různým účelům.“

Návrhů, jaké by tyto účely mohly být, je celá řada. Hluboké, slabě osvětlené vody by mohly být útočištěm před jinými predátory, místem pro ochlazení přehřívajícího se těla, navigačními ukazateli pro ty, kteří je dokážou detekovat, a dokonce i komunikačním kanálem na velké vzdálenosti. „Všechny tyto nápady jsou ve hře,“ říká Thorrold. „Skutečnost, že žádný z nich nemůžeme vyloučit, ukazuje, jak záhadná je pro nás řada těchto velkých mořských živočichů.“

Potápění do hloubky se vyvinulo téměř u všech druhů oceánských obratlovců. Dělají to i velké kostnaté ryby, jako tuňáci a mečouni. Dělají to také chrupavčití žraloci a rejnoci. Stejně tak i živočichové dýchající vzduch - tučňáci, mořské želvy, ozubení kytovci a tuleni. Ti všichni dokážou na jeden nádech dosáhnout mimořádné hloubky.

Rekordní potapěči

Většina z nich se potápí až do soumračné zóny, kde světlo shora rychle slábne. Někteří se vydávají do temnoty půlnoční zóny: bathypelagické říše mezi 1 000 a 4 000 metry. Současným rekordmanem je vorvaňovec zobatý. V roce 2014 dosáhl u pobřeží jižní Kalifornie jeden z těchto kytovců, který na sobě měl vysílačku, hloubky 2 992 metrů. Rybí rekord drží žralok velrybí, který v roce 2010 dosáhl v Mexickém zálivu hloubky 1 928 metrů.

Biology v minulosti ani ve snu nenapadlo, že by hluboké vody mohly špičkovému predátorovi nabídnout mnoho zajímavého. V 19. století se přírodovědci domnívali, že hlouběji než zhruba 500 metrů pod hladinou žije jen máloco. Ve 40. letech 20. století ovšem objevili američtí operátoři sonarů vrstvu hlubokého rozptylu, zónu, kde se jejich sonary odrážely od množství mesopelagických organismů. Tato vrstva plná potravy se pohybovala nahoru a dolů, jak ryby a drobní bezobratlí v noci migrovali k hladině za účelem potravy, a přes den se stahovali do relativního bezpečí hlubokých vod.

Ukázalo se, že soumračná zóna oceánu je nečekaně dobře zásobenou spižírnou plnou podivných a úžasných želatinových tvorů, svalnatých chobotnic, všudypřítomných a velmi výživných lampovníkovitých a ryb čeledi gonostomatidae, se svými ostrými zoubky, které jsou považovány za nejhojněji zastoupené obratlovce na světě. V roce 1980 odhadli vědci zabývající se rybolovem na základě průzkumů pomocí sítí celosvětovou biomasu mesopelagických ryb na miliardu tun. V roce 2014 studie založená na akustických průzkumech odhadla toto číslo sedmkrát až desetkrát vyšší. Zatím neexistuje globální odhad množství života v chladných, černých hlubinách půlnoční zóny, ale studie zkoumající vody nad Středoatlantickým hřbetem zjistila, že je tam ještě větší masa potenciální kořisti. „Potápění za potravou má smysl, pokud se právě v hlubokých vodách nachází biomasa,“ říká Thorrold.

Až donedávna však byly všechny důkazy o hledání potravy jen nepřímé. V žaludcích tuňáků, mečounů a žraloků modrých se objevovaly mesopelagické ryby, olihně a korýši. V žaludcích vorvaňů se nacházely nestravitelné zobáky hlubokomořských olihní, včetně krakatice obrovské. Studie, které pracovaly s daty z vysílaček konzistentně ukazovaly, že se dravci a kořist nacházeli na stejném místě ve stejnou dobu. Prokázaly, že velké ryby a savci se pravidelně a opakovaně potápějí do vrstvy hlubokého rozptylu. Během dne, kdy potenciální kořist migruje dál do šera, se potápějí hlouběji. Někteří označkovaní tuňáci a mečouni přesně sledují denní migraci potenciální kořisti.

Díky vývoji stále dokonalejších vysílaček si biologové vytvářejí detailnější obraz o tom, co tito živočichové v hlubinách dělají. Vysílačky připevněné k ploutvím, hlavám a čelistem shromažďují a ukládají celou řadu údajů po mnoho měsíců. Zařízení se senzory tlaku, teploty a světla umožňují vědcům rekonstruovat pohyb ve vodě, hloubku a profil ponorů. V posledních několika letech se objevily inovativní doplňky - akcelerometry, které zaznamenávají kroucení a otáčení hlavy, senzory, které detekují pohyb čelistí, hydrofony detekující zvuk, a dokonce i chytrá videokamera, která natáčí jen zajímavé okamžiky hodné záznamu.

Umístění těchto zařízení na velké predátory je nesmírně náročné. „Žraloci velrybí jsou vzácní a nepolapitelní, ale podařilo se nám jich označit slušný počet,“ popisuje Thorrold. Obávaní žraloci, jako je velký bílý, představují výzvu z jiného důvodu. Volné potápění v jejich blízkosti nepřipadá v úvahu, a pokud chcete označit hřbetní ploutev tohoto tvora, potřebujete loď s hydraulickou plošinou, která žraloka vyzdvihne na palubu, kde lze operaci bezpečně provést.

Překvapivé manty chilské

Označování mečounů je obzvláště obtížné. Je těžké je najít, jsou nepředvídatelní a nebezpeční, jak může dosvědčit Thorroldův spoluautor Peter Gaube, oceánograf z University of Washington. „Když nějakého chytíte,“ poznamenává Gaube, „musíte ho držet podél lodi a snažit se připevnit zařízení, zatímco on se vás pokouší praštit nebo vám udělat díru do lodi svým ostrým rypcem.“

Jedny z nejlepších důkazů o hledání potravy přicházejí z nečekaných míst – třeba manta chilská (Mobula tarapacana), obrovská, ale záhadná ryba s rozpětím ploutví téměř čtyři metry. Většina pozorování mant chilských je na mělčině, kde se často zřejmě vyhřívají na slunci. Tento jejich zvyk vedl k domněnce, že dávají přednost životu blíže k hladině. Thorrold a jeho kolegové se o nich chtěli dozvědět více, a proto podnikli dvě expedice na Azorské ostrovy, kde se kolem podmořské hory Princess Alice každoročně na několik měsíců shromažďuje velké množství mant. V letech 2011-2012 jich jeho tým označil 15. Vysílačky zaznamenávaly jejich pohyb po dobu až pěti měsíců a poté odesílaly údaje do Woods Hole.

Výsledky byly ohromující: Nejenže manty urazily tisíce kilometrů ohromnou rychlostí, ale často se ponořily do hloubky 1000 metrů a více. Nejhlubší zaznamenaný ponor byl 1 896 metrů. Ukázalo se, že manty jsou všechno jen ne na mělčině se slunící a vyhřívající tvorové: Patří mezi nejhlouběji se potápějící mořské ryby a vše nasvědčuje tomu, že důvodem je potrava. Většina ponorů mant měla neobvyklý stupňovitý profil. „Potápějí se do hloubky, pak se na chvíli zastaví, trochu se vynoří a znovu zůstanou v dané hloubce a tak pořád dál,“ říká Thorrold. „Když se podíváte na sonar, zdá se, že se zastavují tam, kde jsou tenké, ale husté vrstvy kořisti. Zatím jsme nebyli schopni sledovat, co přesně dělají, ale tohle je pádný důkaz, že hledají potravu.“

To by vysvětlovalo, proč mají manty chilské v mozkové dutině síť dobře vyvinutých cév. Podobnou jako se nachází u některých hlubinných žraloků, kde funguje jako systém výměny tepla, aby mozek nebyl vystaven přílišnému chladu. Biologové si vždycky kladli otázku, proč by ji ryba, která žije v prosluněných horních vodách oceánu, potřebovala. „Je to další důkaz, že manty hledají potravu v hloubce, a proto potřebují udržovat svůj mozek a smyslový systém aktivní i v chladu,“ uvádí Thorrold. A pokud jde o vyhřívání na slunci, to považuje za čerpání tepla před hlubokým ponorem a po něm.

Zajímaví žraloci

Stejně jako manty, i žraloci s vysílačkami poskytují zajímavé znaky chování, které dodávají větší váhu myšlence, že loví v hlubokých vodách. Většina našich poznatků o žralocích pochází ze studií v pobřežních vodách, mnozí z nich ale migrují na obrovské vzdálenosti přes otevřený oceán. Daleko od pobřeží posetého tuleni je kořist rozptýlená a řídká. Jak tedy velcí žraloci získávají dostatek potravy?

Poslední výzkumy naznačují, že někteří žraloci mají chytrou strategii, jak získat přístup k největšímu bufetu v oceánu. Data od dvou velkých bílých žraloků a patnácti žraloků modrých, kteří cestovali severním Atlantikem, ukázala, že využívají vírů: vířících mas vody, které se oddělují od Golfského proudu. Vír, který se odvíjí od severního okraje Golfského proudu, zachycuje teplejší vodu z jihu; víry, které se tvoří od jižního okraje, odvádějí chladnou vodu na jih. Žraloci bílí i modří vykazovali výraznou preferenci teplých vírů.

Jak ukázaly akustické průzkumy, tyto teplé víry obsahují vyšší hustotu mesopelagické kořisti. A díky nezvykle teplé vodě, která se táhne stovky metrů, mohou žraloci hledat potravu mnohem hlouběji a déle. „Teplé víry mohou žralokům poskytnout přístup ke zdrojům potravy ve větší hloubce, které by jinak byly nedostupné,“ říká Gaube, spoluautor výzkumu.

Nejpřesvědčivější důkazy, že se u mořských predátorů vyvinuly extrémní potápěčské dovednosti, aby mohli využívat bohatý, ale jinak nedostupný zdroj potravy, pocházejí od zvířat, která na sobě mají vysílačky s mnoha dalšími funkcemi. V případě kulohlavce sieboldova (Globicephala macrorhynchus) to znamenalo použití zvukového záznamníku. Kulohlavci při lovu vydávají sérii cvaknutí a poslouchají ozvěnu odrážející se od kořisti. Když se přibližují k cíli, cvakání se ozývá tak rychle a hustě, že se spojí v bzučení. Natacha Aguilar de Soto, mořská bioložka z univerzity La Laguna Tenerife na španělských Kanárských ostrovech, se rozhodla odposlouchávat místní kulohlavce během ponorů a vybavila 23 z nich vysílačkami se záznamem zvuku.

Označené velryby se potápěly maximálně do hloubky 1 019 metrů, a při tom cvakaly. Těsně před nejhlubším místem ponoru se cvakání změnilo v bzučení - znamení, že se velryba chystá zaútočit. V případech, kdy se velryba ponořila velmi hluboko, provedla před bzučením závěrečné zrychlení. To Aguilar de Soto interpretuje jako finální snahu při pronásledování prchající kořisti. Něčeho dostatečně velkého, aby to stálo za čerpání rychle se tenčících zásob kyslíku. Takovou kořistí by mohl být lepidoteutis grimaldii (metr dlouhý hlavonožec, plus chapadla) nebo snad dokonce krakatice obrovská.

Zvířata za kamerou

Slyšet zvuky lovu je přesvědčivé, ale stále to není definitivní důkaz. „Musíme na vlastní oči vidět, co tito predátoři dělají,“ říká Thorrold. Prozatím se biologové musí spokojit s krátkými útržky filmu, které natočil rypouš severní. Samice rypoušů severních jsou dobrými pomocníky při výzkumu. Zejména ty, které patří ke kolonii ve státním parku Año Nuevo severně od Santa Cruz. Biologové z Kalifornské univerzity v Santa Cruz (UCSC) zde provozují výzkumný program již více než padesát let. Rypouši v Año Nuevo mají tu výhodu, že jsou přístupní. Stejně jako ostatní rypouši tohoto druhu vylézají na souš v zimě, aby se zde pářili a vrhli mláďata, a znovu na jaře nebo v létě, kdy dochází k jejich línání.

Samci mezitím zůstávají v pobřežních vodách, samice ale migrují tisíce kilometrů přes Tichý oceán a zpět a na své cestě se neustále potápějí. Je mnohem jednodušší umístit na ně vysílačku a později ji získat zpět než například u velkého bílého žraloka, a navíc už jsou k dispozici lidé, kteří s tím mají zkušenosti. „Může to být nebezpečné,“ říká však japonský biolog Taiki Adachi, který s rypouši pracuje již více než deset let a v současné době působí na Kalifornské univerzitě v Santa Cruz. „Jsou opravdu velcí a agresivní a zvláště děsiví jsou v období rozmnožování, kdy matky musí chránit svá mláďata a samci brání svůj harém.“

Adachi nedávno publikoval, že migrující samice rypoušů sloních se potápějí téměř nepřetržitě 20 i více hodin denně. „Většinou se potápějí do hloubky 400 až 600 metrů, kde se velmi hojně vyskytují malé ryby - zejména na olej bohatí lampovníkovití,“ říká. Někdy se potápějí mnohem hlouběji, stabilně do hloubky 800 metrů i více, maximální zaznamenaná hloubka u tohoto živočicha je 1735 metrů.

V japonském Národním institutu polárního výzkumu vyvinul Adachiho kolega Yasuhiko Naito důmyslný senzor pro zaznamenáváni pohybu čelistí, který nahrává tulení pokusy o chycení kořist. Zařízení, které bylo připevněno na spodní čelist tuleně, zaznamenávalo 1 000 až 2 000 pokusů denně. Přesvědčivý důkaz však přinesla až další Naitova inovace: chytrý videozáznamník, který se připevní na čelist nebo hlavu rypouše. Nahrávání kamery a světla se spouštějí kombinací hloubky a pohybů charakteristických pro útok, a tak je možné maximálně využít omezenou kapacitu baterie zařízení.

První selfie rypouše sloního, které byly pořízené jedním ze zvířat a zveřejněné v roce 2017, zachycují, jak se rypuš snaží ulovit rybu v hloubce asi 800 metrů. Na 21 rozmazaných snímcích byly zachyceny části ryb, které byly později identifikovány jako velcí hlubinní hadrovci záhadní. S pomocí dalších rypoušů vybavených kamerou měl tým nakonec k dispozici 48 hodin záběrů z hloubky od 240 do více než 1 000 metrů a zachytil téměř 700 útoků. Kvalita záznamu byla dostatečná, aby bylo možné určit nejen typ kořisti, ale v některých případech i živočišný druh. Jednalo se o malé rybky z čeledi lampovníkovitých, hadrovce, jeden druh štikozubce a půl tuctu různých chobotnic, včetně takzvané různooké a skleněné chobotnice.

Útěk před predátory

Kromě potápění za potravou existují důkazy, že ponory, zejména pak ty extrémnější, slouží i k jiným účelům. Za zvážení určitě stojí útěk před hrozivějšími predátory. Například tuňák žlutoploutvý (Thunnus albacares) tráví většinu času v horních 200 metrech oceánu. V roce 2020 oznámil rybářský biolog Tim Lam z Massachusettské univerzity v Bostonu, že šest ze 17 tuňáků, které opatřil vysílačkou ve vodách u Havaje, se zřejmě takto střetlo s predátorem. Čtyři z nich se potopili - tři do hloubky kolem 1 000 metrů - a poté ztratili své vysílačky. Lam předpokládá, že k tomu došlo pravděpodobně během zběsilých manévrů, když se snažili uniknout. Pátý tuňák se náhle ponořil ze 134 metrů do 1 592 metrů, což Lam vykládá jako možný pokus uniknout nepříteli. Když se vrátil na hladinu zdálo se, že byl vystresovaný a strávil celý den u hladiny, než se vrátil k normální aktivitě. A pak tu byl ten, který neunikl. Údaje z jeho vysílačky ukázaly, že dosáhl hloubky 326 metrů - pak vše potemnělo a teplota stoupla. Pravděpodobně proto, že se nacházela v žaludku kosatky černé nebo kulohlavce Sieboldova.

Zdá se, že rypouši také využívají špatně osvětlených hloubek, aby se vyhnuli svým nepřátelům. Předpokládá se, že nejčastější příčinou smrti těchto živočichů je útok žraloka nebo kosatky během pobývání na volném moři, říká ekoložka Roxanne Beltranová, která pracuje na programu rypouše v Año Nuevo. „Vidíme ale, že spousta rypoušů připlouvá na břeh s čerstvými nebo zahojenými kousanci od žraloka, takže je zjevně možné, že svým predátorům dokážou utéct.“

Jednou z možností je vyrazit směrem dolů. První náznak toho, že právě to rypouši dělají, přišel při testování nové vysílačky před více než deseti lety. V rámci výzkumu dopadů podmořského hluku vybavila bioakustička Selene Fregosiová z Oregonské státní univerzity mladé rypouše v Año Nuevo prototypem, který přehrával natočené zvuky. Cílem bylo vystavit je krátkým nahrávkám a zjistit, jak na ně reagují. Na playlistu bylo pískání a klikání kosatek i vorvaňů. Oba zvuky přiměly rypouše k prudkému ponoření. Pokud se zvíře již potápělo, zrychlilo; pokud se vracelo na hladinu, otočilo směr a ponořilo se hlouběji. V jednom případě téměř zdvojnásobilo svou původní hloubku.

Loni Beltranová a její kolegové zjistili, že rypouši do tmy nejen utíkají, ale také tam odpočívají. Rypouš je častěji zabit v jasně osvětlených horních částech oceánu, kde se běžně vyskytují žraloci a kosatky. Při shánění potravy mají čas jen na krátké přestávky, kdy se bez námahy nechávají unášet 10 až 20 minut. Beltranová zjistila, že nejraději odpočívají několik set metrů pod hladinou. A čím jsou tlustší a zdatnější, tím hlouběji se vydávají hledat bezpečí. A jaké jsou ještě další naznačené důvody potápění do hlubin?

Místo pro dorozumívání 

Pravděpodobně mezi ně patří i navigace. Téměř všichni velcí mořští predátoři v určitém období svého života migrují na velké vzdálenosti. O některých z nich - včetně žraloků a želv - je známo, že jsou schopni detekovat signály magnetického pole Země, vnímat úrovně magnetické intenzity a anomálie vytvářené geologickými prvky, jako jsou podmořské hory. „Živočichové, kteří jsou schopni vnímat tyto signály, se mohou potápět do hloubek, kde jsou silnější,“ říká Thorrold. Kožatky velké se extrémně potápějí pouze během migrací na dlouhé vzdálenosti, což naznačuje, že si mohou ověřovat, zda jsou na správné trase. Předpokládá se, že žraloci kladivouni v Kalifornském zálivu nacházejí cestu k podmořským horám a z nich díky vnímání místní magnetické "krajiny".

Existuje jediný příklad druhu, který se zřejmě potápí, aby se ochladil. Tuňák obecný tráví každý rok několik měsíců v chladných vodách mírného pásu a vyvinul si velmi účinný způsob, jak si udržet tělesné teplo. Tře se ale v subtropickém Mexickém zálivu, kde je to pro něj nevýhodou. Tuňáci se zřejmě snaží vyhnout přehřátí tím, že se při vstupu do zálivu a jeho opouštění potápějí do hloubky pod 500 metrů a při tření zůstávají v hloubce pod 200 metry.

A zůstává tu i možnost, že hluboké moře je vhodným místem pro konverzace. Existuje totiž zóna, která se rozprostírá od hloubky několika set metrů až po více než tisíc, kde se zvuk šíří dál. To je ideální pro komunikaci na velké vzdálenosti. Když se v této zóně nacházejí plejtváci obrovští a myšokové, jsou slyšet odhadem na vzdálenost 1700 kilometrů. I když nikdo neví, zda se tam vydávají právě za tímto účelem. „Je toho tolik, co pořád nevíme, i s technologiemi, které se v posledních dvaceti letech staly dostupnými,“ říká Thorrold. Seznam technologických přání do budoucna je dlouhý. Thorrold a jeho kolegové testují prototyp vysílačky, která dokáže lokalizovat polohu zvířete ve vodním sloupci s mnohem větší přesností. Rádi by také měli vysílačky, které by z obrovského množství dat zaznamenaných během mnoha měsíců na moři posílaly zpět pouze relevantní údaje.

Na prvním místě seznamu jsou však malé chytré kamery. Když mohou rypouši natáčet tak skvělé filmy, proč by to nemohli dělat i jiní vrcholoví predátoři? „Potřebujeme lepší kamery, které budou dostatečně malé, aby se daly připevnit na tuňáky, žraloky a mečouny,“ říká Thorrold. „Musí být miniaturní, ale s vysokým rozlišením, schopné pracovat při nízké hladině osvětlení a zaznamenávat data během dlouhých období, kdy se pohybují na otevřeném oceánu.“

Zkrátka, vidět znamená věřit. Ostatně, kdo by se nechtěl podívat na amatérská videa velkého bílého žraloka?