За допомогою дронів та інфрачервоних камер відважні ветеринари стежать за здоров’ям диких косаток на північному заході Тихого океану.
Одного разу у вересні минулого року команда вчених забралася на невеликий човен і вирушила в море Саліш, шукаючи популяцію косаток, що перебуває під загрозою зникнення. Південні резидентні косатки, одне з кількох окремих співтовариств косаток, які мешкають на північному заході Тихого океану, можуть бути невловимими, тому дослідники були раді, знайшовши їх невелике стадо. Але коли вони підійшли ближче, човен охопив гнильний запах.
Вчені дивилися один на одного з підозрою, перш ніж їх осяяло: запах виходив із хмар туману, який кити виганяли зі своїх норів.
«У кожного може час від часу відчуватися неприємний запах з рота, але це був не просто неприємний запах з рота», — сказав доктор Хендрік Нолленс, віцепрезидент із охорони здоров’я дикої природи Альянсу дикої природи зоопарку Сан-Дієго, який був на човні. «Щось відбувалося».
Смердючий запах із рота може бути ознакою хвороби чи інфекції, але причиною може бути будь-що: від абсцесу зуба до пневмонії, яка загрожує життю. На щастя, вчені були озброєні експериментальним діагностичним інструментом: дроном для збору дихання. Ця технологія — по суті літаюча чашка Петрі, яку можна було б направити в шлейф косатки — ще перебувала в стадії розробки, але її чекали несподівані випробування в реальному світі.
«Ми були стурбовані, — сказав доктор Нолленс, — і тому ми запустили наш дрон».
Непросто провести ветеринарне обстеження дикого багатотонного морського ссавця, який може спливати на поверхню лише на кілька секунд. Але протягом останніх п’яти років команда ветеринарів, морських біологів та інженерів розробляла інструменти для цього. Їхня мета — проводити регулярні дистанційні оцінки стану здоров’я кожного жителя півдня — і, якщо необхідно, втручатися з індивідуальною медичною допомогою.
Це нетрадиційний підхід до збереження, який зазвичай спрямований на зміцнення здоров’я популяцій, а не окремих тварин. Але жителі півдня, які були внесені до списку зникаючих у 2005 році, перебувають у серйозній біді через забруднення, рух човнів і різке скорочення запасів дикого лосося, улюбленого джерела їжі. Незважаючи на триваючі зусилля щодо збереження, популяція становить близько 75 китів.
«Ми перебуваємо в жахливій, жахливій ситуації», — сказав доктор Джо Гайдос, науковий директор SeaDoc Society , програми збереження морського середовища в Каліфорнійському університеті Девіса, Школі ветеринарної медицини. «Ми знаходимося на тому етапі, коли здоров’я кожного є важливим».
Хворий кит
Це стало до болю очевидним п’ять років тому, коли інший хворий житель півдня, відомий як J50, запустив проєкт.
Коли вона народилася в 2014 році, J50 був знаком надії; минуло більше двох років після останнього успішного народження в популяції мешканців півдня. Теля було вкрите шрамами, що принесло їй прізвисько Скарлет, але вона здавалася здоровою та енергійною, ставши відомою своєю грайливою поведінкою.
«Всі її любили», — сказав доктор Гайдос.
Протягом наступних років Національне управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA) співпрацювало з некомерційною організацією SeaLife Response, Rehabilitation and Research , щоб стежити за мешканцями півдня, використовуючи аерофотознімки для моніторингу розміру та стану китів. Влітку 2018 року фотографії показали, що Скарлет стала шокуюче худою. Спостереження за поведінкою показали, що вона була слабкою, іноді значно відставала від своєї стручки.
NOAA зібрало групу реагування на надзвичайні ситуації , працюючи з багатьма організаціями та експертами, включаючи доктора Гайдоса з SeaDoc Society та доктора Нолленса, який тоді був ветеринаром у SeaWorld.
Вчені шукали ознаки респіраторної інфекції, поширеної та небезпечної хвороби китів, прикріплюючи чашку Петрі до довгої жердини та тримаючи її над отвором для дихання Скарлет, коли вона видихає. Вони брали зразки фекалій з води, аналізуючи їх на наявність паразитів.
Вони не знайшли чітких відповідей, залишивши команду перед суворим вибором: вони могли спробувати щось зробити або спостерігати, як Скарлет марніє.
«Невже ми повинні просто сидіти тут і дивитися, як помирає цей бідний кит?»- Доктор Гайдос пригадав свої думки.
Тож вони спробували кілька методів лікування, які вони мали, використовуючи рушницю для введення антибіотиків і поклавши живого лосося на шлях голодного кита.
Скарлет продовжувала псуватися, і у вересні вона зникла. Після інтенсивних безрезультатних пошуків Скарлет було оголошено мертвою.
Це була величезна втрата не лише для людей, які полюбили Скарлет, але й для південного населення, яке відчайдушно потребувало молодих самок, щоб вижити та розмножуватися. Останніми роками загинули й інші молоді косатки.
«Спроба зрозуміти, чому вони передчасно зникають з популяції, була великою проблемою», — сказав Бред Хенсон, біолог дикої природи з Північно-західного центру рибальства NOAA.
Експерти вже обговорювали необхідність розробки методів діагностики та, можливо, лікування хворих китів, але смерть Скарлет зробила цей пошук невідкладним.
«Ми зрозуміли, вау, у нас не так багато інструментів у наборі», — сказав доктор Гайдос.
Розробка дронів
Протягом останніх кількох років доктор Хансон, доктор Гайдос, доктор Нолленс та їхні колеги експериментували з різними методами, включаючи використання інфрачервоних камер для вимірювання температури тіла китів і спрямованих мікрофонів для запису їхнього дихання.
І вони пішли ва-банк на розробку дрона для збору дихання. Дихальні краплі, які видихають кити, є біологічною золотою жилою, що дозволяє вченим шукати патогени та аномальні клітини. Але чашка Петрі на стовпі не збиралася його різати.
Інші дослідники використовували дрони для збору зразків дихання великих китів, таких як горбаті, які виробляють великі перила. Видих косатки менший і його важче зібрати. Але за допомогою обчислювального моделювання експерти з природоохоронних технологій з Альянсу дикої природи зоопарку Сан-Дієго виявили, що якщо вони встановлять чашку Петрі на безпілотник у правильному місці, повітряні потоки, створювані пропелерами, допоможуть направляти дихальні краплі на чашку.
Команда випробувала свої прототипи та удосконалила свій підхід із косатками в неволі в SeaWorld і більш міцними дикими китами, перш ніж відправити безпілотники дзижчати над мешканцями півдня.
«Ми розробили техніку, яка дозволяє робити це, не лякаючи тварин регулярно», — сказав доктор Хансон.
Тим не менш, збір зразків виявився складним завданням. Пілоти безпілотників, які були досвідченими професіоналами, повинні були запустити машини з невеликого човна, який мчав по відкритій воді, передбачити, де спливе кит, перевести дрон на позицію до того, як дихальні краплі зникнуть, а потім безпечно направити зразок назад до рухомий човен.
«Вони кілька разів казали, що технічно кажучи, це найскладніша місія, яку вони коли-небудь виконували», — сказав доктор Нолленс.
Коли команда вирушила в море у вересні, вони хотіли випробувати новий модернізований безпілотний літальний апарат з більшою кількістю чашок Петрі та довшим часом польоту, який, як вони сподівалися, зможе отримати більший об’єм дихання. А потім зіткнулися зі смородом.
Тест у реальному світі
Косатки живуть групами, але надання індивідуальної ветеринарної допомоги вимагає вміння ідентифікувати особин. Це може бути непростим завданням, але дослідницька група мала відповідача: Майя Сірс, громадський науковець із Сіетла, яка роками вивчала мистецтво ідентифікації косаток.
«Це може бути дещо педантичним, але мені здається, що я більш-менш впізнаю китів, а не ідентифікую їх», — сказала вона.
Пані Сірс вивчала китоподібних, що плавали перед нею. Пахуча косатка мала симетричні сідлоподібні плями з характерним кутом вниз. Це була J31, 28-річна жінка, відома як Цучі.
Кити все ще були в русі, плаваючи групою, тож коли дрон злетів, пані Сірс спрямувала пілота на Цучі.
«Змішати їх було б легко», — сказала вона.
Коли Цучі видихнула, пілот направив дрон у її носик; чашки Петрі повернулися до човна, виблискуючи диханням кита.
Вчені також спробували виміряти температуру Цучі, розташувавши безпілотник, який був оснащений інфрачервоною камерою, над її дулом і вимірявши, наскільки тепло всередині її тіла. Але результати були неправдоподібними, припускаючи, що Цучі, яка поводилася нормально, була на чотири градуси холодніша, ніж кита, що плавали поруч з нею.
Найвірогідніше пояснення, на думку вчених, полягало в тому, що щось — згусток плями, грудка слизу або набряклої тканини — заважало камері зазирнути глибоко в її отвір.
Повернувшись на берег, лабораторний аналіз зразків дихання в основному заспокоїв. Не було жодних ознак бактеріальної чи грибкової інфекції, але невелика кількість червоних кров’яних тілець свідчила про те, що у Цучі була легка кровотеча десь у дихальних шляхах.
Причину було неможливо точно визначити, але доктор Гайдос підозрював, що у Цучі могла бути носова кровотеча, подібна до косатки.
«Ви знаєте, вона наштовхнулася на когось іншого, у неї була невелика кровотеча», — пояснив він.
Коли вчені знову зустріли Цучі, запах зник. Якою б не була проблема, вона була тимчасовою.
«Ми ще не на тому етапі, щоб ми могли сказати: «О, ось мій діагноз, а ось мій рецепт і лікування», — сказав доктор Нолленс. Але те, що вони змогли швидко оцінити кита, їх хвилювало. «Для мене це віха, — сказав він.
Вчені розробляють додаткові методи разом з різними партнерами, включаючи Wild Orca , некомерційну організацію з собакою, яка може винюхати свіжі фекалії китів. І вони зацікавлені у створенні системи машинного навчання, яка може виявляти аномальні рухи та поведінку на відео китів.
Але їм потрібно більше дізнатися про те, що є нормальним для цих тварин, і більше обговорювати, коли втручатися. Зусилля вчених допомогти Скарлет викликали певну критику, особливо коли вони розглядали можливість тимчасового захоплення кита для діагностики та лікування.
Вчені знають, що вони не можуть врятувати мешканців півдня одними лише ветеринарними втручаннями, але вони сподіваються виграти китам більше часу, поки триватимуть ширші зусилля щодо збереження.
«Коли ми починали, це була досить надумана ідея сказати: «Ми збираємося провести ветеринарні обстеження диких косаток, які вільно плавають, і вони навіть не дізнаються, що ми це робимо», — сказав доктор Нолленс.