Hoe walviswetenschappers de geheimen van klimaatverandering onthullen
Kenmerken|Klimaatcrisis
Hoe ‘wetenschapper’ walvissen helpen de geheimen van klimaatverandering te onthullen
De zuidelijke rechtwalvissen in Zuid-Afrika maken een comeback. Maar nu staan ze voor hun grootste bedreiging tot nu toe – het Antropoceen – en geven ze ons een waarschuwing.
Ik arriveer in Hermanus, een pittoresk Zuid-Afrikaans kustdorpje op anderhalf uur van Kaapstad, rond 11 uur op een zonnige oktober ochtend. Ik negeer de restaurants en kunstgalerijen op de hoofdstraat en de menigten toeristen die van de kliffen naar de zuidelijke rechtwalvissen kijken. Ik rijd rechtstreeks naar de haven om Els Vermeulen te ontmoeten, de in België geboren wetenschapper die de walvis eenheid van het Mammal Research Institute van de Universiteit van Pretoria leidt.
Ze wacht op haar collega’s die terugkomen van de laatste walvis-tagging van het seizoen 2024. “Normaal gesproken zou ik in de boot met het team zijn,” zegt Vermeulen, gekleed in een gedurfde geometrische jurk en een spijkerjack. “Maar ik moest mijn kinderen naar school brengen en kon niet vroeg genoeg hier zijn.” Het water naast de betonnen pier is zo helder dat ik een enorme oranje zee ster zie voortkruipen over de rotsachtige zeebodem.
Terwijl we wachten op het taggingteam, vertrekt een boot vol walviskijkende toeristen uit de haven en een andere keert terug. Hermanus, dat een belangrijke kraamplaats is voor zuidelijke rechtwalvissen en ook een goede plek is om bultruggen en Brydewalvissen te spotten, profileert zichzelf als de “landgebaseerde walviskijkhoofdstad van de wereld”. Het heeft zelfs een eigen “walvisroep” die een hoorn van zeewier gebruikt om waarnemingen aan te kondigen.
Dat was niet altijd zo: In de jaren 1910 en 1920 werden er in de regio drie verschillende walvisstations opgericht die elk jaar honderden walvissen doodden. Tegen 1937 waren wereldwijd meer dan 80.000 zuidelijke rechtwalvissen gedood en de soort stond op de rand van uitsterven. In de tweede helft van de 20e eeuw verschoof de focus naar behoud, en geleidelijk aan maakten de walvissen een comeback.
Het herstel van de zuidelijke rechtwalvis – er zijn vandaag de dag ongeveer 20.000 individuen – is een van de grootste succesverhalen op het gebied van natuurbehoud ter wereld. De twee Noordelijke rechtwalvissoorten hebben echter veel minder geluk gehad, voornamelijk omdat ze in een veel drukker oceaan leven. Doden door botsingen met schepen en verstrikkingen in visgerei hebben hun herstel sinds het walvisverbod belemmerd, en beide soorten blijven Kritisch Bedreigd.
Vermeulen benadrukt dat de zuidelijke rechtwalvis geen garantie heeft op een gelukkig einde: “De walvissen zijn nog steeds slechts 20 procent van hun aantallen vóór de walvisjacht,” zegt ze. “En nu zien we allerlei aanwijzingen dat ze worden geconfronteerd met nieuwe, indirecte bedreigingen gerelateerd aan klimaatverandering.”
Walvissen, die enorme afstanden afleggen en tot grote diepten kunnen duiken, zijn indicatorsoorten voor het hele mariene ecosysteem. En de indicatoren zijn niet goed: De gegevens van Vermeulen tonen aan dat walvissen veel dunner zijn dan vroeger, ze zich niet zo vaak voortplanten en hun belangrijkste prooi veranderen.
“Dat zijn ze,” zegt Vermeulen, terwijl ze naar een stip op de horizon wijst. Ongeveer vijf minuten later legt de Balaena – het zes meter lange opblaasbare onderzoeksvaartuig van de Walvis Eenheid – aan de kade om de onderzoekers te laten uitstappen. Terwijl schipper Chris Wilkinson de boot op zijn trailer laadt, praat ik met Amy Kennedy, een professionele walvis tagger met 20 jaar ervaring die vanuit Seattle, Washington is gekomen om in totaal negen tags voor de eenheid te plaatsen.
“Het moeilijkste is weten wanneer je de schot niet moet nemen,” zegt ze, terwijl ze uitlegt dat ze een doelgebied “ter grootte van een bureau” heeft om op te richten – en dat zowel zij als de walvis in constante beweging zijn. “Ik mis niet meer. Maar ik beschouw een slechte schot als een misser. Hoe beter je schot, hoe beter de gegevens die de walvis zal uitzenden.” En de beste plek is net achter de vetrol op de achterkant van de walvis’ hoofd waar de tag kan blijven hangen. “De tag zendt alleen uit wanneer hij uit het water is, dus je wilt dat hij heel hoog op het lichaam van de walvis is.” Het feit dat elke tag $4.000 kost, verhoogt alleen maar de druk.
“Een tag aanbrengen is een geweldig gevoel,” zegt ze, terwijl ze een slok uit een blikje frisdrank neemt. “Ongeacht hoeveel tags je plaatst, het verveelt nooit.”
De Walvis Eenheid is het geesteskind van Peter Best, die in 1969 een jaarlijkse luchtwalvisenquête begon voor de visserijafdeling van Zuid-Afrika. In 1979 ging Best verder van alleen tellen hoeveel walvissen hij zag, naar het fotograferen van hen en het gebruiken van hun unieke callositeitspatronen om individuele walvissen te identificeren. Toen de overheid besloot dat ze geen walvissen meer wilden monitoren, overtuigde Best de Universiteit van Pretoria om de Walvis Eenheid op te richten zodat hij zijn onderzoek kon voortzetten.
De foto-ID-enquête, die elk jaar sinds 1979 is voltooid, heeft een van de meest uitgebreide datasets voor zeezoogdieren ter wereld opgeleverd. Vermeulen toont me trots de dozen vol met Best’s foto’s en handgeschreven notities. Hij voltooide de enquête elk jaar gedurende 33 jaar, voordat hij de verantwoordelijkheid kortstondig overdroeg aan zijn opvolger, Ken Findlay, een andere toonaangevende walvisexpert.
In 2017 arriveerde Vermeulen vanuit Australië om het over te nemen: “Het is het hoogtepunt van mijn jaar,” zegt ze. “Ik voel me als GI Jane die uit een helikopter hangt met de meest ongelooflijke uitzichten op deze enorme dieren!”
De gegevens van de luchtinspectie blijven van onschatbare waarde, vooral omdat ze zo ver teruggaan. Maar het gebruik van moderne technologie maakt nog diepere inzichten in deze reuzen van de diepte mogelijk. Satellietvolggegevens verzonden door getagde walvissen, met behulp van reguliere SPOT-tags, hebben Vermeulen en haar collega’s in staat gesteld te begrijpen dat klimaatverandering de walvissen dwingt hun voedingsgewoonten en voortplantingspatronen te veranderen.
“Ze passen hun gedrag aan en maken een plan,” zegt Vermeulen. “Maar er is een vermindering van 23 procent in lichaamsgewicht sinds de jaren 80. En ze krijgen slechts om de 4-5 jaar baby’s, in plaats van om de drie jaar.” Terwijl hun populatie nog steeds toeneemt, vertraagt de snelheid van de toename – en dit is een belangrijke reden tot bezorgdheid, zegt Vermeulen.
“Rechtwalvissen hebben een veel langzamere stofwisseling dan soorten zoals bultruggen en Brydewalvissen. Alles gaat langzamer, ze leven langer, en ze zijn niet goed in het aanpassen … Vanwege dit alles zijn ze veel sneller om te vertellen dat er iets mis is. Daarom noemen we ze wachters.”
Naast de 26 SPOT-tags die Kennedy sinds 2021 heeft geplaatst, heeft de Walvis Eenheid in 2023 en 2024 ook 13 CTD (Conductivity Temperature Depth) tags geplaatst – waardoor het aan de voorhoede van het wereldwijde walvisonderzoek staat. Terwijl standaard SPOT-tags alleen de locatie meten, transformeren CTD-tags walvissen in burgerwetenschappers door gegevens terug te geven over de zoutgehalte van het water – het praktische resultaat van geleidbaarheidmetingen – en temperatuur op verschillende diepten tijdens het duiken.
Hoewel CTD-tags op kleinere dieren zoals zeehonden en schildpadden veelvuldig zijn gebruikt, blijkt het gebruik op walvissen – die veel verder reizen en veel dieper duiken dan andere wezens – al een game-changer te zijn.
Tot voor kort wist bijvoorbeeld niemand hoe diep de dieren duiken. Maar we weten nu dat ze diepten van minimaal 460 meter (1.509 voet) kunnen bereiken. Walvissen reizen ook verder dan we ons realiseerden: een individu legde meer dan 15.000 km (9.321 mijl) in één jaar af.
Interessante feiten, dat zeker. Hun waarde reikt echter veel verder dan trivia. PhD-student Matthew Germishuizen – co-begeleid door Vermeulen en oceanograaf Marcello Vichi van de Universiteit van Kaapstad – heeft zojuist een scriptie ingediend die de gegevens die door deze 23-tonnige onderzoeksassistenten zijn verzameld, heeft gebruikt om te proberen te bepalen waarom de walvissen hun voedingspatronen veranderen, dunner worden en minder vaak kalven.
“Het lijkt allemaal gerelateerd aan de significante verschuiving in de zee-ijscondities in de afgelopen 15 jaar,” zegt hij, en legt uit dat de marginale ijszone (waar open oceaan de pakijs ontmoet) veel minder stabiel is geworden. “Dit gebied is een cruciale voedingshabitat voor Antarctische krill, hun belangrijkste prooi verder naar het zuiden.”
Om te begrijpen hoe deze veranderingen walvissen beïnvloeden, proberen wetenschappers meer te weten te komen over waar ze zich voeden, en welke omgevingscondities geschikte voedingsgronden genereren.
Historisch gezien werd kennis over de offshore voedingshabitats van walvissen verkregen uit walvisjachtgegevens, waar walvisvaarders de locatie van hun vangsten registreerden. Sinds de jaren 80 en 90 hebben wetenschappers huidmonsters gebruikt om een vage indruk te krijgen van wat walvissen eten. “Terwijl ze zich voeden, ontwikkelt hun huid een handtekening [de verhouding van stikstof tot koolstof varieert afhankelijk van hun dieet] die wordt gebruikt om een ruwe schatting te geven van waar ze de afgelopen drie maanden hebben gevoed,” zegt Germishuizen. Door de isotopenhandtekeningen van verschillende jaren te vergelijken, kunnen wetenschappers inzicht krijgen in hoe hun voedingsgedrag verandert.
In de afgelopen 20 jaar maken nieuwe technologieën het mogelijk om walvissen bijna in realtime te volgen terwijl ze migreren. De meest recente ontwikkeling zijn CTD-tags, die bijzonder handig zijn gebleken om Germishuizen te helpen begrijpen onder welke omgevingscondities walvissen zich voeden. “Elke keer dat een walvis naar beneden duikt, verzamelt hij temperatuur- en zoutgegevens,” legt hij uit. Dit hielp hem om hun voedingsgronden te beschrijven op basis van omgevingskenmerken.
“Zuidelijke rechtwalvissen hebben twee belangrijke prooien,” legt hij uit: Antarctische krill, die erg ver naar het zuiden leven in de seizoensgebonden zee-ijszones, en copepods die verder naar het noorden leven in de Antarctische Circumpolaire Stroming (ACC). Dit stroom systeem is een van de snelste en grootste ter wereld, aangedreven door aanhoudende sterke winden die bekend staan als de Roaring Forties. “Dalen in zee-ijs in de gebieden die belangrijk zijn voor Antarctische krill betekenen dat walvissen meer tijd besteden aan het voeden in de ACC op copepods,” zegt Germishuizen.
Wanneer ze zich voeden met copepods in deze mid-latitude zones, ontdekte Germishuizen dat walvissen de oceaanfronten verkiezen, waar warmer, zouter water koude, verse wateren ontmoet. “Ze mikten op een echt smalle temperatuur range [ongeveer 12 graden Celsius; 54 graden Fahrenheit] en zoutgehalte,” zegt hij. Wanneer ze zich voeden met krill in de Antarctische wateren kunnen de walvissen gemakkelijk onder nul watertemperaturen weerstaan.
De fronten komen niet uniform voor in de ACC en zijn de afgelopen 20 jaar ongeveer 80 km (50 mijl) naar het zuiden verschoven. “Nu weten we dat deze fronten belangrijk zijn,” zegt Germishuizen. “Dit is heel nuttig bij het projecteren van omstandigheden in de toekomst met behulp van klimaatmodellen.”
“De walvissen vertellen ons dingen die we niet wisten over het milieu,” voegt hij eraan toe. “Nu weten we waar de walvissen naar op zoek zijn.” En het is aan wetenschappers, wetgevers en andere betrokkenen om deze informatie te gebruiken om beslissingen te nemen die hun kans op overleven in het Antropoceen vergroten – het tijdperk sinds de industriële revolutie, waarin de mensheid begint de natuurlijke omgeving ingrijpend te beïnvloeden.
Als het gaat om de meeste wetenschappers, zijn financiering en capaciteit de twee grootste uitdagingen waarmee Vermeulen en haar team worden geconfronteerd. Vooruitgang in technologie heeft het potentieel om beide een beetje gemakkelijker te maken.
“De tags worden elk jaar beter en goedkoper,” zegt Vermeulen. “Stel je voor wat we zouden kunnen doen met CTD-tags die een jaar meegaan. Of als we het ons konden veroorloven om elk seizoen twee keer zoveel tags te plaatsen.”
Maar tags zijn niet de enige manier waarop technologie de walvissen kan helpen, zegt Vermeulen. Wetenschappers zijn begonnen met het trainen van AI-machine learning-tools om individuele walvissen op satellietbeelden te identificeren – en ze tonen al een opmerkelijk succespercentage – zelfs wanneer de beelden gedeeltelijk door bewolking zijn bedekt.
Vermeulen is ook enthousiast over het benutten van de kracht van AI om een digitale catalogus van alle zuidelijke rechtwalvissen ter wereld te creëren. De laatste keer dat de catalogi van Argentinië en Zuid-Afrika op elkaar werden afgestemd was in de jaren 90, zegt Vermeulen. “Het zou een mens zes maanden van hard werken kosten om alles door te nemen, maar AI zou het in seconden kunnen doen.”
“Een digitale catalogus zou een game-changer zijn,” voegt ze eraan toe – iedereen die een foto van een rechtwalvis maakt, kan een afbeelding uploaden en een directe match ontvangen. “Toeristen van Hermanus tot Antarctica zien veel walvissen,” zegt ze enthousiast. “En ze hebben allemaal camera’s en drones.”
En dit is geen luchtfietserij. Een app genaamd Happy Whale heeft de kennis van wetenschappers over bultruggen al revolutionair veranderd door gebruik te maken van foto’s die door het publiek zijn geüpload om de hiaten over het gedrag van walvissen in te vullen. Alles wat nodig is om er een voor zuidelijke rechtwalvissen van te maken, is een nieuw algoritme en ongeveer $60.000. “Ik heb al $30.000 ingezameld,” zegt Vermeulen. “En ik hoop de rest te krijgen via een combinatie van crowdfunding en subsidies.”
Het goed krijgen van deze zaken zal niet alleen een “game-changer” zijn voor de zuidelijke rechtwalvissen. Het zal wetenschappers ook helpen de impact van klimaatverandering op hele ecosystemen te begrijpen. En het zal antwoorden bieden over hoe klimaatverandering zich op verschillende manieren in verschillende gebieden manifesteert.
“De walvissen in Nieuw-Zeeland doen het beter dan andere populaties,” zegt Vermeulen. “Antarctica wordt niet gelijkmatig door klimaatverandering beïnvloed. En rechtwalvissen helpen ons te begrijpen waarom dit zo is en hoe het eruit ziet.”
