En todo el océano mundial, los animales se congregan a ciertas profundidades, formando capas que pueden tener cientos de metros de espesor y extenderse horizontalmente por docenas o incluso cientos de kilómetros. Debido a que estas densas capas de animales reflejan ondas sonoras, a veces se las llama "sonido-capas de dispersión "o" capas de dispersión profunda "aunque pueden ocurrir cerca de la superficie del mar. Un nuevo artículo en Limnología y Oceanografía muestra que, en lugar de consistir en una mezcla aleatoria de animales, estas capas contienen grupos discretos o "cardúmenes" de calamares, peces y crustáceos.
Las capas de dispersión profunda se reconocieron por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial, cuando los técnicos de sonar observaron sus pulsos de sonido rebotando en un "fondo marino falso" que en realidad estaba formado por millones de peces pequeños u otros animales. Durante las décadas siguientes, los biólogos marinos remolcaron redes a través decapas, rebotaron el sonido en ellas usando sistemas de sonar a bordo de barcos, e incluso las observaron usando pequeños submarinos. Esta investigación sugirió que las capas a veces estaban compuestas por un tipo dominante de animal, pero más a menudo comprenden una mezcla de diferentes animales.
La acústica marina Kelly Benoit-Bird, autora principal del artículo reciente, llevó esta investigación al siglo XXI, utilizando robots de buceo profundo para observar de cerca a los animales dentro de las capas de dispersión de sonido. En otoño de 2013, su investigaciónEl equipo equipó un vehículo submarino autónomo AUV con un sistema de sonar avanzado que actuó como un buscador de peces muy elegante. Al programar el AUV para nadar por encima y a través de varias capas de dispersión de sonido, el equipo recopiló datos de sonar que permitieron a Benoit-Bird identificaranimales individuales dentro de estas capas y para rastrear a los depredadores que se sumergieron en las capas para cazar.
Mientras la AUV realizaba estudios con sonar dentro de las capas de dispersión del sonido, Benoit-Bird y sus colaboradores remolcaron una red a través de estas mismas capas. Después de traer la red de regreso a la cubierta, contaron e identificaron todos los animales en la red entre 1 y 35centímetros 0,4 a 14 pulgadas de largo.
El equipo también clasificó a los animales en las capas comparando datos de dos frecuencias diferentes de sonar en el AUV. Por ejemplo, los calamares reflejan sonidos pings de sonar a una frecuencia de 38,000 ciclos por segundo 38 kilohercios con más fuerza que los sonidosa 120 kilohercios, pero los peces reflejan el sonido igualmente bien en ambas frecuencias.
Al analizar la fuerza y el tiempo de los pulsos del sonar reflejados en el AUV, Benoit-Bird pudo estimar los tamaños de los animales individuales en cada capa y qué tan lejos estaban de sus vecinos. Al juntar todos estos datos, ellos investigadores crearon un índice que muestra cuán similar o diferente era cada animal de sus vecinos.
Los resultados de este análisis fueron sorprendentes. Resultó que los diferentes tipos de animales no estaban distribuidos aleatoriamente dentro de cada capa, sino que formaban grupos con límites distintos. Estos grupos consistían en animales de la misma especie y tamaño similar. Por ejemplo, pequeñosTodos los krill se agruparon en un grupo que podría tener ocho metros de ancho. En la misma capa de dispersión profunda, justo al lado del enjambre de krill, podría haber un banco de peces linterna de 15 metros de ancho, con poca o ninguna mezcla entre los dos grupos.
Los investigadores también descubrieron que la extensión física de estos grupos variaba según el tamaño de los organismos. Los animales más pequeños generalmente permanecían más cerca de sus vecinos, formando grupos más pequeños. La mayoría de los grupos tenían alrededor de 100 animales de ancho en la dimensión horizontal, independientemente desi consistían en peces, calamares o camarones. El espacio entre los animales en cada grupo también fue muy consistente, cada animal se mantuvo al menos a una longitud de cuerpo de sus vecinos más cercanos.
Los investigadores especulan que estos grupos, que consisten en muchos animales similares espaciados uniformemente, podrían confundir a los depredadores visuales como los delfines, que atacan a un animal a la vez. Este efecto se ha observado anteriormente en bancos de peces rodeados por aguas abiertas cerca dela superficie del mar, pero nunca antes se ha visto en animales dentro de capas de dispersión profunda, donde los cardúmenes están rodeados por otros cardúmenes y hay poca o ninguna luz solar. Como señaló Benoit-Bird, "anteriormente se pensaba que la escolarización ocurría principalmente enaguas superficiales, pero esto fue solo porque estábamos limitados en nuestra perspectiva, mirando hacia abajo desde la superficie ".
Durante varios de sus estudios, los investigadores observaron a los delfines de Risso nadando cerca de su barco de investigación. Usando datos de sonar del barco de investigación y los AUV, el equipo pudo rastrear a estos delfines mientras nadaban a través de capas de dispersión de sonido en busca de presasen su mayoría calamares. Cuando un delfín se acercaba a un grupo de calamares, el sonar mostraba que los calamares individuales se acercaban hasta que estaban a la mitad de distancia que en grupos no perturbados. Los calamares también se espaciaban con mayor precisión para que cada animal fuera exactamente el mismodistancia de todos sus vecinos.
Debido a que los calamares nadaban más juntos cuando los delfines estaban cerca, sus grupos se hicieron más pequeños. Al mismo tiempo, los grupos de animales a ambos lados del calamar se expandieron, evitando que se formaran espacios entre los grupos vecinos en la misma capa. Esta cooperación entre animalesdentro de una sola capa sugiere que debe haber grandes beneficios de supervivencia al mantener una capa horizontal continua, y también al mantener distintos grupos dentro de la capa.
Investigadores anteriores han sugerido que los animales podrían congregarse en capas de dispersión profunda porque estaban buscando alimentos u otros recursos similares. Pero como señaló Benoit-Bird, "este estudio muestra que las capas de dispersión de sonido no son solo agregaciones accidentales; son el resultado del esfuerzo intencional de animales individuales y grupos de animales ".
"Aunque solo hemos estudiado las características de las capas de dispersión de sonido en el sur de California hasta ahora, sabemos que ocurren en todo el mundo", dijo. "Y a medida que aprendemos cuánta biomasa hay en estas capas,También estamos aprendiendo cómo los animales de las capas son presa de depredadores como los delfines y los atunes. Comprender cómo se forman estas capas y cómo se mantienen frente a la depredación nos ayudará a comprender las conexiones esenciales entre la superficie y los alimentos de aguas profundas.webs. "
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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