Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
EN

Een internationaal onderzoeksteam van onder andere de UvA en het Duitse GEOMAR onderzocht waarom dolfijnen en walvissen recordduiken maken tot verscheidene kilometers diep. Voor het eerst konden zij het jachtgedrag koppelen aan hun prooidieren die in de jachtgebieden aanwezig zijn. De studie is op woensdag 31 maart gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ‘Science Advances’.

Risso's dolfijn (Grampus griseus) bij het eiland Terceira, Azoren, uitgerust met een sensor, bevestigd met zuignappen, die geluid, diepte en voortbeweging registreert. Foto: MG Oudejans, Kelp Marine Research
Risso's dolfijn (Grampus griseus) bij het eiland Terceira, Azoren, uitgerust met een sensor, bevestigd met zuignappen, die geluid, diepte en voortbeweging registreert (foto: M.G. Oudejans, Kelp Marine Research)

Onze oceanen bestaan uit 1,3 miljard kubieke kilometer zeewater. De diepe oceaan is zo'n immens gebied dat we niet precies weten welke dieren er leven, en hoe deze dieren van elkaar afhankelijk zijn. Dankzij de vooruitgang in observatiemogelijkheden van toppredatoren in de oceaan, zoals haaien en dolfijnen, komen we meer te weten over hun jachtgedrag. Veel soorten walvissen en dolfijnen jagen specifiek in de diepzee. De walvissen kiezen ervoor om enkele honderden meters tot kilometers diep te jagen. Maar na elke duik moeten ze ook weer naar de oppervlakte terugkeren. 'De opbrengst van de prooi moet aanzienlijk zijn om deze heen- en terugreis rendabel te maken. En dit is een echte black box. We weten doorgaans nauwelijks iets over welke inktvissoorten op welke waterdiepte voorkomen', zegt Fleur Visser, onderzoeker bij het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (UvA) en het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee.

Om de diepzee beter te begrijpen en te beschermen, moeten we meer weten over haar fundamentele levensprocessen, zoals de interacties tussen toppredatoren en prooidieren. Toppredatoren zijn cruciale soorten die de gezondheid van het ecosysteem en de biodiversiteit structureren. Een fundamenteel begrip van de roofdier-prooi-dynamiek in de diepzee wordt alleen mogelijk wanneer gegevens van jachttechnieken worden gecombineerd met gegevens over prooidieren. Op de Azoren hebben de onderzoekers een eerste succesvolle poging ondernomen om onderzoeksgegevens van zowel toppredatoren als prooidiergemeenschappen in de diepzee te combineren.

Bemonstering van omgevings-DNA (eDNA) van inktvissen in de foerageerzones van Risso's dolfijnen (links) en Cuvier's spitssnuitdolfijnen (rechts). De jachtzones en daarbij de diepte van de bemonsteringsplaatsen, worden bepaald door middel van digitale geluids- en bewegingsregistratie van het jaaggedrag van de twee soorten. Figuur: Visser et al., Science Advances 2021; 7: eabf5908 GEOMAR, C. Kersten
Bemonstering van omgevings-DNA (eDNA) van inktvissen in de foerageerzones van Risso's dolfijnen (links) en Cuvier's spitssnuitdolfijnen (rechts). De jachtzones en daarbij de diepte van de bemonsteringsplaatsen, worden bepaald door middel van digitale geluids- en bewegingsregistratie van het jaaggedrag van de twee soorten (figuur: Visser et al., Science Advances 2021; 7: eabf5908 GEOMAR, C. Kersten)

Diepe, en nog diepere jachtgronden

Risso's dolfijnen jagen op inktvis in een andere dieptezone dan de spitssnuitdolfijn van Cuvier. Risso's dolfijnen die tijdens het onderzoek werden gevolgd, vingen prooien tussen 12 en 623 meter diepte. De spitssnuitdolfijnen van Cuvier jaagden veel dieper, tussen 800 en 1.700 meter diepte en op de diepzeebodem. Walvissen die dieper duiken, hebben daar meer energie voor nodig. Het is alleen de moeite waard om dieper te duiken als de duik ook meer energie (calorieën) uit prooi oplevert.

`Sensoren die beide walvissoorten tijdelijk bij zich droegen tijdens het duiken, registreerden gegevens over de diepte van de duik en de geluiden die ze maken tijdens het duiken. De dieren jagen met behulp van geluid, door middel van echolocatie - net zoals vleermuizen dat doen. Het is immers donker als je honderden meters diep duikt, of dieper. De dieren maken een specifiek geluid als ze een prooi proberen te vangen’, zegt Visser, een buzz genoemd. Zo weten we op welke diepten zij hun prooi pakken'. De Cuvier-spitssnuitdolfijnen bleken meer dan 30 vangstpogingen per uur te maken, terwijl de ondieper duikende Risso's dolfijnen bijna 50 vangstpogingen per uur maakten. Op het eerste gezicht lijken dus extreme duiken minder succesvol te zijn dan ondiepere duiken, gemeten naar het aantal potentiële prooien.

De diepzee-inktvis Liocranchia reinhardti leeft als juveniel in ondiepe wateren en daalt af naar diepere wateren naarmate hij volwassen wordt. Deze inktvissoort is een bekende prooisoort van de spitssnuitdolfijn van Cuvier. Foto: Solvin Zankl
De diepzee-inktvis Liocranchia reinhardti leeft als juveniel in ondiepe wateren en daalt af naar diepere wateren naarmate hij volwassen wordt. Deze inktvissoort is een bekende prooisoort van de spitssnuitdolfijn van Cuvier (foto: Solvin Zankl)

Walvissen jagen op verschillende prooien. Of toch niet?

De onderzoekers namen vervolgens aan dat beide walvissoorten waarschijnlijk op verschillende inktvissoorten jagen. Om deze hypothese te testen werd innovatief onderzoek toegepast waarbij DNA van inktvissen uit het zeewater werd gefilterd (environmental DNA - eDNA), direct in de jachtzones van de walvissoorten.

Door het zeewater op verschillende diepten voor het eiland Terceira op de Azoren te bemonsteren, konden de onderzoekers vaststellen welke inktvissen leven op de diepten waar de walvissen jagen. 'De kleine hoeveelheden eDNA van pijlinktvissen in die watermonsters werden in het laboratorium geanalyseerd en vergeleken met het bekende DNA van pijlinktvissoorten’, zegt Véronique Merten van GEOMAR, Helmholtz-Centre for Ocean Research Kiel in Duitsland. Een onverwachte ontdekking was echter dat de inktvisgemeenschappen niet sterk verschilden tussen de jachtzones van de twee walvissoorten, ook al jaagden de spitssnuitdolfijnen van Cuvier veel dieper. 'Beide roofdieren hebben toegang tot een vergelijkbare selectie van inktvissoorten’, zegt Visser, 'en we weten ook dat deze deel uitmaken van hun dieet. Het is dus waarschijnlijk dat beide roofdieren op dezelfde prooidieren jagen, maar op heel verschillende diepten.’

'Een cruciaal stukje van de puzzel is wellicht de unieke voortplantingscyclus van inktvissen. Om de kans op een succesvolle voortplanting te vergroten, trekken veel inktvissoorten naar diepere wateren wanneer ze volwassen zijn, om te paren en te broeden. Dit is een strategie om roofdieren te vermijden. Deze inktvissen met meer ontwikkelde of volgroeide geslachtsorganen zijn groter dan de individuen op ondiepere diepten. Het is ook waarschijnlijk dat zij voedzamer zijn dan hun jonge verwanten. Tegelijkertijd zijn de voortplantende individuen misschien ook gemakkelijker te vangen voor de diepduikende walvissen', aldus Henk-Jan Hoving van GEOMAR. Door extreem te duiken krijgen de spitssnuitdolfijnen van Cuvier mogelijk toegang tot winstgevender prooien. Het verschil in jachtzones tussen de twee toppredatoren zou kunnen zijn ontstaan door de beschikbaarheid van prooien met een grotere voedingswaarde op grotere dieptes.

CTD-carrousel voor zeewaterbemonstering op het dek van het onderzoeksschip Pelagia na bemonstering van inktvis eDNA in diepzeewater. Foto: CD Carriõ, Universiteit van de Azoren
CTD-carrousel voor zeewaterbemonstering op het dek van het onderzoeksschip Pelagia na bemonstering van inktvis eDNA in diepzeewater (foto: CD Carriõ, Universiteit van de Azoren)

eDNA, een veelbelovende innovatie

Walvissen zijn gevoelig voor bedreigingen in hun omgeving, waaronder door de mens veroorzaakte geluiden in de oceanen. Deze geluiden kunnen het jagen beperken. Om diepzee-ecosystemen beter in stand te houden, is het niet alleen van essentieel belang om zeezoogdieren en andere toppredatoren van de oceanen te bestuderen. Er is een even grote behoefte aan kennis over hun prooi. 'Dit is nu mogelijk geworden door de recente ontwikkelingen in de eDNA-methoden’, vertelt Merten, 'met name grotere of zeldzame inktvissoorten zijn erg moeilijk te bestuderen.’ eDNA is uitermate nuttig om deze ongrijpbare organismen in de diepste delen van de oceaan op te sporen.

Onderzoekers van GEOMAR zetten hun werk met deze innovatieve techniek voort om te onderzoeken hoe gemeenschappen in de loop van de tijd veranderen en om soorten te identificeren die bijdragen aan het transport van voedingsstoffen naar de diepzee. Uiteindelijk hopen ze uit eDNA-gegevens ook informatie te halen over de dichtheden van diersoorten in het oceaanwater. 'Onze methoden kunnen worden toegepast op andere roofdier-prooi-systemen’, zegt Visser, 'waardoor we ons begrip van de interacties tussen soorten in de diepzee werkelijk kunnen vergroten.’

Publicatiegegevens
Fleur Visser, Véronique Merten, T. Bayer, M. G. Oudejans, D. S. W. de Jonge, O. Puebla, T. B. H. Reusch, J. Fuss, Henk-Jan Hoving: ‘Deep-sea predator niche segregation revealed by combined cetacean biologging and eDNA analysis of cephalopod prey’, in: Science Advances (31 maart 2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf5908