Je leest:

Herrie onder water

Herrie onder water

Auteur: | 28 april 2011

Containerschepen, vissersboten, boorplatforms en windmolenparken op zee. Ze maken allemaal geluid. Gelukkig merken dieren onder water daar niks van. Hoewel… Steeds meer onderzoek wijst erop dat het zeeleven gevoeliger is voor geluid dan we altijd hebben gedacht.

In 1956 maakte Jacques-Yves Cousteau The silent world, een documentaire waarin je heerlijk wegdroomt bij een stille en rustige onderwaterwereld. Helaas bestaat zo’n wereld niet echt. Wij denken wel dat het onder water heel stil is, maar dat komt vooral omdat onze eigen oren het daar niet zo goed doen.

Het ziet er zo kalm en rustig uit, maar een stille onderwaterwereld bestaat niet.
Wikimedia Commons

In werkelijkheid is water juist een prima medium voor geluid om zich te verplaatsen. Doordat het een hoge moleculaire dichtheid heeft, reizen geluidsgolven door water ongeveer vijf keer zo snel als door de lucht. In water kan geluid dan ook veel grotere afstanden afleggen dan in lucht.

En het geluidsniveau onder water is de afgelopen eeuw aanzienlijk toegenomen. Dat komt vooral door menselijke activiteiten op en rond het water. Containerschepen, vissersboten, boorplatforms en windmolenparken op zee produceren geluid met een frequentie die ligt tussen enkele tientallen en een paar duizend Hertz.

Zeedieren kunnen in de donkere, troebele onderwaterwereld nauwelijks op hun zicht afgaan, en dus kunnen zij over het algemeen uitstekend horen. Vissen, bijvoorbeeld, detecteren moeiteloos alle geluiden met een frequentie tussen dertig en vijfhonderd Hertz.

Hoe horen vissen?

Vissen hebben geen oren. Tenminste, niet van die flappers die je aan de buitenkant kunt zien. Zij detecteren geluid met behulp van het binnenoor en het zijlijnsysteem. Het binnenoor is met name gevoelig voor geluid met een frequentie van honderden of zelfs duizenden Hertz. Het zijlijnsysteem is er speciaal voor het opvangen van geluiden met een lage frequentie, tot honderd Hertz. Zowel het binnenoor als het zijlijnsysteem zijn uitgerust met sensorische haarcellen. Die cellen detecteren geluidsgolven en vertalen deze naar een elektrisch signaal dat wordt doorgegeven aan de hersenen.

Trends in Ecology and Evolution

Hiernaast zie je het gehoorbereik van vissen (rode balkjes) en zeezoogdieren (blauwe balkjes). Van boven naar beneden: paling, kabeljauw, goudvis, zeeleeuw, dolfijn en walvis. Daaronder het geluidsniveau dat geproduceerd wordt door menselijke activiteiten.

Boten, containerschepen, boorplatforms en windmolenparken produceren geluid met een lage frequentie dat de meeste vissen goed kunnen horen. Schepen met sonar produceren geluid met een (iets) hogere frequentie. Vooral zeezoogdieren hebben daar last van.

Uitgelicht door de redactie

Astronomie
Nobelprijs natuurkunde voor kosmologie en exoplaneten

Scheikunde
Nobelprijs scheikunde voor uitvinders lithium-ion-batterij

Geesteswetenschappen
Nobelprijs voor Literatuur ‘een behoudende keuze’

Stressreactie

Dat vissen het achtergrondgeluid van boten en windmolens kunnen horen, wil nog niet zeggen dat zij daar ook last van hebben. Om te achterhalen of dat het geval is, zijn veranderingen in het gedrag van de dieren heel belangrijk. Een goed voorbeeld is de blauwvintonijn. Op plekken waar veel boten voorbij varen, vormen tonijnen een veel minder coherente school dan zij normaal gesproken op rustige plekken doen. In een lawaaiige omgeving zwemmen tonijnen bovendien vaker in hun eentje richting de oppervlakte van het water of juist richting de bodem.

Zulke gedragsveranderingen zouden het gevolg kunnen zijn van een stressreactie op de geluidsoverlast. In verschillende studies met vissen in gevangenschap is al aangetoond dat achtergrondgeluid kan leiden tot een stijging van de hartslag en een stijging van de productie van het stresshormoon cortisol. En dat heeft gevolgen, want gestreste vissen groeien trager en planten zich minder goed voort dan vissen die op hun gemak zijn.

Er is natuurlijk wel een wezenlijk verschil tussen een laboratoriumomgeving en het wild. In het wild hebben vissen de mogelijkheid om weg te zwemmen bij de geluidsbron waar zij overlast van ondervinden. Het is dan ook nog niet duidelijk of de stressreacties op achtergrondgeluid, zoals die in het laboratorium zijn gemeten, in het wild ook echt voorkomen.

Naast een mogelijke stressreactie kan achtergrondgeluid er ook voor zorgen dat het geluid dat vissen zelf produceren wordt gemaskeerd. Van meer dan achthonderd vissoorten is inmiddels bekend dat zij geluiden gebruiken om met elkaar te communiceren, zich te oriënteren, of prooien en/of natuurlijke vijanden te detecteren. Het geluid dat vissen maken heeft over het algemeen een frequentie van vijfhonderd Hertz of lager, en ligt daarmee precies in het bereik van het geluid van boten, boorplatformen en windmolenparken. Of de communicatie tussen vissen door het achtergrondgeluid verstoord raakt, moet nog verder onderzocht worden.

Gevolgen van achtergrondgeluid op vissen in een samenvattend plaatje. Achtergrondgeluid kan leiden tot een stressreactie. Dat heeft invloed op de groei en het voortplantingssucces van vissen. Daarnaast kan achtergrondgeluid het eigen geluid van de vissen maskeren, wat problemen kan geven in de communicatie.
Trends in Ecology and Evolution

Inktvissen gestrand

Je verwacht het waarschijnlijk niet, maar naast vissen luisteren ook ongewervelden mee naar de geluiden die wij onder water produceren. Er is nog niet zoveel bekend over de geluidsperceptie van ongewervelden, maar metingen hebben wel recentelijk aangetoond dat verschillende inktvissoorten gevoelig zijn voor geluiden met een frequentie tot vierhonderd Hertz. Inktvissen vangen geluidsgolven waarschijnlijk op met hun statocysten; ballonvormige structuren die aan de binnenkant bedekt zijn met sensorische haarcellen en die ook een rol spelen bij de positiebepaling en het evenwicht van het dier.

Ook ongewervelden, zoals de gewone zeekat (Sepia officinalis) zijn gevoelig voor het achtergrondgeluid dat wij onder water produceren.

In het najaar van 2001 en het najaar van 2003 spoelden aan de westkust van het Spaanse Asturias opvallend veel Atlantische reuzeninktvissen aan. Alle gestrande dieren hadden beschadigingen aan de statocysten, waardoor zij hun oriëntatie volledig kwijt waren. In die jaren werden er verschillende geofysische metingen uitgevoerd in het gebied, waarbij geluid met een frequentie van honderd Hertz of minder werd geproduceerd. Is het toeval dat er juist in 2001 en in 2003 zoveel reuzeninktvissen aanspoelden? Of hebben de dieren de beschadigingen in hun statocysten te danken aan het achtergrondgeluid van de metingen?

Om die vraag te kunnen beantwoorden, vingen wetenschappers in de daarop volgende jaren ruim tachtig inktvissen van verschillende soorten aan de Catalaanse kust van Spanje. In het laboratorium stelden zij de inktvissen twee uur lang bloot aan geluid met een frequentie tussen vijftig en vierhonderd Hertz. Vervolgens vergeleken zij de statocysten van de dieren met die van soortgenoten die twee uur lang in een rustige omgeving rond mochten zwemmen. En ja hoor, inktvissen die uit het aquarium met achtergrondgeluid kwamen hadden allemaal dezelfde soort beschadigingen aan hun statocysten.

Mozaïek met gaten

Kleine trilhaartjes op de sensorische haarcellen in de statocyst raken als eerste beschadigd. De trilhaartjes zijn gebogen, geknakt, of zelfs helemaal verdwenen. Hoe langer een inktvis in de herrie rond gezwommen heeft, hoe minder trilhaartjes er overblijven. Ook de haarcellen, en de daaronder liggende zenuwcellen, raken op een gegeven moment aangetast. Zesennegentig uur na blootstelling ziet een statocyst eruit als een mozaïek met gaten. Alleen de steuncellen staan op dat moment nog overeind. Hoe de beschadigingen precies ontstaan, is nog niet bekend.

Schade aan de statocysten van de gewone zeekat. Links: in gezonde sensorische haarcellen liggen de trilhaartjes allemaal netjes geordend. Rechts: in beschadigde sensorische haarcellen zijn de trilhaartjes kapot of helemaal verdwenen (zie pijltjes). In het uitvergrote blokje rechtsboven zie je dat ook de haarcel zelf beschadiging heeft opgelopen.

Dat geluiden die wij onder water maken effect hebben op het zeeleven is niet nieuw. Er wordt bijvoorbeeld al jaren onderzoek gedaan naar de invloed van hoogfrequente sonar (die bijvoorbeeld gebruikt wordt door de marine om objecten te lokaliseren) op dolfijnen en andere zeezoogdieren. Eerste resultaten uit onderzoek aan vissen en ongewervelden wijzen erop dat de effecten van achtergrondgeluid verder gaan dan we tot nu toe dachten. Maar er zitten nog een hoop gaten in de kennis. En dus moet verder onderzoek duidelijk maken hoeveel last het zeeleven nu echt heeft van onze herrie.

Bronnen

  • Hans Slabbekoorn e.a. A noisy spring: the impact of globally rising underwater sound levels on fish Trends in Ecology and Evolution 25:7 (2010)
  • Michel André e.a. Low-frequency sounds induce acoustic trauma in cephalopods Frontiers in Ecology and the Environment (2011)
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 28 april 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.