Naval sonar har kopplats till masssträngningar av annars hälsosamma valar i nästan två decennier, men de exakta mekanismerna för hur det påverkar valar har undvikit forskare. Nu har forskare förklarat viktiga detaljer om hur denna störande signal utlöser beteende hos vissa valar som slutar i döden.
Tidigare hittade nekropsier av näbbade valar från flera strandade incidenter kvävebubblor i deras kroppsvävnader, ett kännetecken för dekompressionssjukdom eller "böjarna." Detta farliga tillstånd påverkar också dykare när de stiger för snabbt från djupt vatten; det kan orsaka smärta, förlamning och till och med döden.
Valar är anpassade för djuphavsdykning och näbbade valar är rekordhållare för de längsta och djupaste dykningarna. Men den nya forskningen förklarar hur sonar i vissa frekvenser desorienterar och skrämmer vissa näbbade valar så mycket att upplevelsen åsidosätter en viktig anpassning för djupdykning: en långsammare hjärtslag. Extrem rädsla påskyndar valens hjärtfrekvens, vilket kan leda till dekompressionssjukdom; den intensiva smärtan av detta tillstånd förmår valarna, så de strandar på stränderna och så småningom dör, rapporterade forskare i en ny studie.
Masssträngningar av Cuviers näbbade valar (Ziphius cavirostris) var nästan ovanligt före 1960, men det förändrades med introduktionen av midfrequency active sonar (MFAS) i flottövningar i det öppna havet. Denna typ av ekolod, som utvecklats på 1950-talet för undersökning av ubåtar, arbetar inom en intervall från 4,5 till 5,5 kHz, enligt studien. Efter att denna sonar dök upp, skymde snart masssträngningshändelser för näbbade valar, med 121 sådana strandningar som ägde rum mellan 1960 och 2004, skrev forskarna.
Forskare noterade först en koppling mellan masssträngningar av Cuviers näbbade valar och marinövningar med sonar i slutet av 1980-talet, författare av huvudstudien Yara Bernaldo de Quirós, forskare vid Institute for Animal Health and Food Safety vid University of Las Palmas de Gran Canaria i Spanien, berättade Live Science i ett e-postmeddelande.
Denna länk förstärktes efter liknande strandhändelser i Grekland 1996 och på Bahamas 2000, tillade de Quíros. Och i september 2002, när 14 näbbade valar strandsatta på Kanarieöarna under en marinövning i Nato, upptäckte veterinärpatologer lesioner hos djuren som var "i överensstämmelse med en dekompressionssjukdom", sade de Quirós.
Kamp eller flykt
Under 2017 samlades biologer som studerade näbbade valar till en workshop för att analysera fynd om strandningar från de senaste decennierna och tittade på masssträngningar som var kopplade till närliggande flottövningar med sonar.
Mellan 2002 och 2014 ägde sex masssträngningar i Grekland, Kanarieöarna och Almería i sydöstra Spanien, men de döda valarna tycktes inte vara undernärda eller sjuka. De visade emellertid "rikliga gasbubblor" i sina vener, blodproppar i flera organ och mikroskopiska blödningar "med varierande svårighetsgrad" i kroppsvävnader.
Strandvalar kan ha upplevt "en kamp eller flygsvar" som överskrider en viktig dykningsanpassning: sänkning av hjärtfrekvensen, vilket minskar syreförbrukningen och förhindrar kväveansamling. Resultatet var blödningar och "massiv bubbelbildning i deras vävnader", förklarade de Quirós.
Dessa symtom på dekompressionssjukdom drabbade sannolikt valarna efter att de skrek av soniska sprängningar, enligt studien.
"Den temporära och rumsliga föreningen med marinövningar med sonar är mycket tydlig", sade de Quíros i e-postmeddelandet. Dessutom har beteendestudier visat att valar som aldrig har stött på ekolod (eller som har blivit utsatta för det bara ibland) typiskt uppvisar ett starkare svar än djur som bor nära militära utposter, tillade hon.
2004 förbjöd Spanien sonar i Kanarieöarnas vatten, en masssträngande hotspot. Inga masssträngningar har ägt rum sedan förbudet antogs, "som bevisar effektiviteten av denna mildring", sade de Quíros.
Baserat på deras resultat, rekommenderade studieförfattarna mer utbredda förbud mot militära övningar med sonar över Medelhavet, där atypiska masssträngningar av näbbade valar fortfarande äger rum. Ytterligare forskning kommer att bestämma de långsiktiga effekterna av masssträngningar på näbbvalar, skrev författarna i studien.
Resultaten publicerades online idag (30 jan) i tidskriften Proceedings of the Royal Society B.
