آثار هسته ای در دندان نهنگ ها به دانشمندان کمک می کند تا داستان زندگی خود را بازسازی کنند

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

تجزیه و تحلیل جدید از آثار رادیواکتیو ناشی از آزمایش تسلیحات هسته‌ای که در دندان نهنگ‌های رشته‌ای به دام افتاده است، به دانشمندان کمک کرد تا داستان زندگی خود را بازسازی کنند.

تیمی از محققان دانشگاه‌ها و موزه‌های اسکاتلند از تکنیک‌های پیچیده تاریخ‌گذاری رادیوکربن بر روی نمونه‌های دندان نهنگ برای ایجاد نوعی ماشین زمان دندانپزشکی استفاده کردند.

تصور می شود که هر لایه رشد در دندان نهنگ سالانه مانند حلقه های یک درخت تشکیل می شود. محققان این فرض را برای اولین بار در نهنگ های اسپرم و نهنگ های قاتل با استفاده از کربن رادیویی بمب آزمایش کردند.

این سیگنال‌های ردیابی رادیوکربن بی‌ضرر، همراه با ایزوتوپ‌های پایدار، سرنخ‌هایی درباره محل زندگی نهنگ‌ها، آنچه می‌خوردند و مدت عمرشان ارائه می‌کردند. نتایج به دست آمده از این سرنخ ها به محققان این امکان را داده است که سال ها را به عقب برگردانند تا جزئیات زندگی نهنگ ها را کشف کنند.

یافته‌های آن‌ها که به عنوان مقاله در مجله Frontiers in Marine Science منتشر شد، بر اساس تجزیه و تحلیل دندان‌های جمع‌آوری‌شده از دو نهنگ اسپرم و سه نهنگ قاتل است که در دهه‌های گذشته در سواحل اسکاتلند مرده‌اند.

نتایج این مطالعه می تواند به گسترش درک دانشمندان از چرخه زندگی این دو گونه نهنگ کمک کند، به طوری که یک نهنگ قاتل مورد مطالعه در میان قدیمی ترین نرهای شناخته شده از نوع خود است که تاکنون ثبت شده است.

این مقاله همچنین بینش جدیدی در مورد چگونگی رشد دندان های نهنگ ها با افزایش سن ارائه می دهد. تجزیه و تحلیل محققان نشان دهنده برخی از اولین شواهد مستقیم است که نشان می دهد لایه های رشد دندان سالانه در اوایل تا میانسالی ایجاد می شوند و نشان می دهد که با ورود پستانداران دریایی به سنین بالا، کمتر قابل اعتماد هستند.

دندان های مورد تجزیه و تحلیل شامل نمونه هایی از دو رشته نهنگ اسکاتلندی با مشخصات بالا بود. نهنگ اسپرم موبی، که جمجمه‌اش امروز در موزه ملی اسکاتلند به نمایش گذاشته می‌شود، در سال 1997 در زمین‌های گلی در امتداد فرث فورت گیر افتاد. لولو، یکی از اعضای انجمن نهنگ‌های قاتل در ساحل غربی، در سال 2016 با نشانه‌هایی از درهم‌تنیدگی به ساحل Tiree رفت.

این تحقیق توسط دانشمندان SUERC: مرکز علوم ایزوتوپی با مشارکت محققان دانشگاه‌های گلاسکو، ادینبورگ و سنت اندروز و موزه‌های ملی اسکاتلند هدایت شد.

برای نویسنده اصلی مقاله، دکتر کیران تیرنی، از SUERC: مرکز علوم ایزوتوپی، این تحقیق دارای طنین شخصی است. او گفت: "پدر و مادرم زمانی که موبی در سال 1997 وارد فرث فورت شد، وقتی من 6 ساله بودم، مرا برای دیدن او بردند. چند روز بعد، تصاویری از مرده او را در ساحل دیدیم، و من این همه سوال داشتم: چگونه این حیوان عظیم الجثه و شگفت انگیز می تواند اینقدر ناگهانی بمیرد؟ از کجا آمده است؟ چه نوع زندگی داشته است؟"

"این سوالات همیشه با من بوده اند، و آنها بخش اساسی از چیزی بوده اند که شغل من را در همپوشانی علوم دریایی و تحقیقات ایزوتوپی سوق داده است. اینکه بتوانم یکی از دندان های موبی را 30 سال بعد نگه دارم و کاری انجام دهم که به ما کمک کند تا حدی از زندگی او را درک کنیم، چیزی است که من واقعا به آن افتخار می کنم."

این تیم از طیف‌سنج جرمی شتاب‌دهنده SUERC برای تجزیه و تحلیل فراوانی نسبی کربن رادیویی موجود در هر لایه از دندان‌های نهنگ‌ها استفاده کرد. هنگامی که آزمایش تسلیحات هسته‌ای جو در اواسط قرن بیستم آغاز شد، مقادیر زیادی کربن رادیویی آزاد شد و پیامد آن آزمایش‌ها هم در خشکی و هم در دریا وارد اکوسیستم‌ها شد.

فروپاشی کربن رادیویی اساس تاریخ گذاری رادیوکربن معمولی است. در این مطالعه، تیم از افزایش و کاهش متمایز کربن رادیویی ناشی از آزمایش تسلیحات هسته‌ای و توقف متعاقب آن استفاده کرد. مقایسه این سیگنال با رادیوکربن حفظ شده در لایه‌های دندان به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا تعیین کنند که آیا لایه‌ها قبل، در حین یا بعد از آزمایش سلاح تشکیل شده‌اند و تخمین بزنند که قسمت‌های مختلف دندان ایجاد شده است.

این تیم همچنین ایزوتوپ‌های پایدار کربن و نیتروژن را در نمونه‌های دندان بررسی کردند، ردیاب‌هایی که می‌توانند تغییرات در رژیم غذایی حیوانات را آشکار کنند و سرنخ‌هایی درباره محل تغذیه حیوانات در طول زندگی‌شان ارائه دهند.

تجزیه و تحلیل آنها داده های جدیدی را در مورد زندگی نهنگ ها نشان داد. آزمایش آنها نشان داد که موبی هنگام مرگ در سال 1997 حداقل 43 سال داشت، زیرا درونی ترین لایه های دندان های او قبل از تأثیر آزمایش تسلیحات هسته ای بر محیط دریایی تشکیل شده بود.

در همین حال، نهنگ اسپرم دیگری که دندان‌هایش را تجزیه و تحلیل کردند، جوان‌تر از موبی بود که در سال 1994 در ساحل اورکنی به گل نشست.

هر دو نهنگ اسپرم با افزایش سن، مقادیر ایزوتوپ نیتروژن را در دندان های خود افزایش دادند. این یافته با تحقیقات قبلی مطابقت دارد که نشان می‌داد نهنگ‌های اسپرم نر در آب‌های نیمه گرمسیری گرم‌تر متولد می‌شوند قبل از اینکه به آب‌های خنک‌تر و با عرض جغرافیایی بالاتر بروند. همانطور که آنها رشد می کنند، به 40 فوت (12 متر) یا بیشتر می رسند، طعمه های بزرگتر را در آب های عمیق تر هدف قرار می دهند.

تجزیه و تحلیل دندان های سه نهنگ قاتل نتایج غیرمنتظره ای را نشان داد. در حالی که دندان‌های یک نر که در سال 1995 در شتلند رها شده بود و احتمالا جوان‌تر از موبی در هنگام مرگ بود، یک الگوی لایه‌ای سالانه را نشان می‌داد، دومین نر که در سال 2015 در South Uist گیر کرد، نتیجه بسیار شگفت‌انگیزتری داشت.

شمارش لایه‌های دندان نشان می‌دهد که او حدود 50 ساله خواهد بود و در اوایل دهه 1960 به دنیا آمد. اما سابقه رادیوکربن نشان می‌دهد که او قبل از اینکه آزمایش تسلیحات هسته‌ای بر سطوح کربن رادیویی تأثیر بگذارد به دنیا آمده است. تیم نتیجه گرفت که لایه ها به طور فزاینده ای فشرده می شوند و دیگر سابقه روشنی از سن او ارائه نمی دهند. شواهد رادیوکربن نشان می دهد که او حدود 65 سال یا حتی بیشتر از آن سن داشته است، که او را به یکی از قدیمی ترین نهنگ های قاتل نر در تاریخ تبدیل می کند.

دندان گرفته شده از لولو، که در سال 2016 درگذشت، هیچ علامت واضحی از سیگنال آزمایش تسلیحات هسته ای نشان نداد. در عوض، دندان او یک اثر انگشت رادیواکتیو متفاوت داشت، «سیگنال سلافیلد» متمایز که توسط تخلیه رادیوکربن به دریای ایرلند از تأسیسات بازفرآوری هسته‌ای سلافیلد تولید می‌شد و به غرب اسکاتلند منتقل می‌شد.

قدرت سیگنال، که به گفته محققان یکی از اولین نمایش‌هایی است که نشان می‌دهد رادیو کربن آزاد شده از یک تاسیسات هسته‌ای غیرنظامی را می‌توان در دندان‌های نهنگ ثبت کرد، نشان داد که لولو تا حد زیادی در طول زندگی خود در سواحل غربی جستجو کرده است. دندان او حامل این نشانگر متمایز برای جامعه نهنگ‌های قاتل ساحل غربی است - نشانگری که نر پیری که در یویست جنوبی پیدا شد فاقد آن بود و نشان می‌دهد که او بخشی از این گروه نبوده است.

تجزیه و تحلیل ایزوتوپ های پایدار نشان داد که سه نهنگ قاتل عادات غذایی متفاوتی داشتند. لولو بالاترین مقادیر ایزوتوپ نیتروژن را داشت که به نقش او به عنوان یک شکارچی راس در آبهای اسکاتلند با رژیم غذایی که احتمالا حاوی نسبت بیشتری از پستانداران دریایی بود اشاره کرد. ارزش نر Uist کمی پایین تر و نر شتلند پایین تر بود که نشان دهنده سهم بیشتری از ماهی در رژیم غذایی آنها بود.

تصور می شود که جامعه ساحل غربی حداقل بخشی از رژیم غذایی خود از پستانداران دریایی استفاده می کند. در حالی که داده‌ها نمی‌توانند دقیقا نشان دهند که هر نهنگ چه چیزی خورده است، اما تفاوت‌های واضحی را در طعمه‌ای که به آن تکیه کرده‌اند نشان می‌دهند.

تیرنی افزود: «اثربخشی حفظ و مدیریت جمعیت پستانداران دریایی به میزان درک ما از تاریخچه زندگی و محیط زیست آنها بستگی دارد.

این مطالعه پنج نهنگ را مورد بررسی قرار داد، بنابراین دامنه آن محدود است، اما اطلاعات جدیدی ارائه می‌کند که فکر می‌کنیم ممکن است برای کمک به تلاش‌های حفاظتی در سال‌های آینده مفید باشد. این می‌تواند به بهبود نحوه تفسیر سوابق سن و تاریخچه زندگی در این حیوانات کمک کند.

ما شواهد جدیدی ارائه کرده‌ایم که نشان می‌دهد لایه‌های رویش دندان سالانه رسوب می‌کنند، اما این شاید فقط تا یک نقطه خاص از زندگی آنها قابل اعتماد باشد. ما یک نهنگ قاتل نر مخصوصا مسن را شناسایی کرده‌ایم که احتمالا به طور قابل توجهی مسن‌تر از آن چیزی بود که لایه‌های رشد نشان می‌دهند.

"با ترکیب رادیو کربن با تجزیه و تحلیل ایزوتوپ پایدار، می‌توانیم تصویر بسیار غنی‌تری از نحوه زندگی این حیوانات به دست آوریم. امیدواریم این مطالعه قطعه مفیدی را به درک روزافزون ما از تاریخچه زندگی این دو گونه نهنگ اضافه کند."

Kieran M. Tierney و همکاران، ادغام ایزوتوپ‌های رادیو کربن و پایدار در دندان‌های ادنتوسیت برای آشکار کردن تاریخچه زندگی، مرزها در علوم دریایی (2026). DOI: 10.3389/fmars.2026.1934180

اطلاعات مجله: مرزها در علوم دریایی

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →