Vándorló életének nagy részében a hawaii macska rejtély, rejtélyes helyen utazik. Visszatérve a földre - néhány meghatározott Hawaii-szigetre - csak fészkelés és tenyésztés céljából, ezek a nyílt tengeri madarak, akik 1967 óta szerepelnek a veszélyeztetett fajok listájában, elsősorban a Csendes-óceán északi részének hatalmas hullámzói hullámai, hatalmas kiterjedés az Egyenlítő és Alaszka között. Aleut-szigetek.
Mint ilyenek, egy hatalmas ökoszisztémán belüli széles fajú fajok, amelyek kijátszják azokat a tudósokat, akik azon dolgoznak, hogy megértsék, hogyan hatnak a Csendes-óceánra az éghajlatváltozás, az ipari halászati gyakorlatok, valamint más természetes, emberi és emberi hatások. Most ezeknek a madaraknak a csontjai - némelyikük akár 2000 éves is - egyedülálló ablakot nyújt a tudósoknak ennek az óceánnak az ökológiai múltjába, valamint kiindulási adatokat nyújtanak a jelen jobb megértéséhez és jövőjének megfontolásához.
A Proceedings of the Royal Society B- ben közzétett, nemrégiben készült tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a csontok kémiai tulajdonságainak finom vizsgálata megerősíti a Csendes-óceán északi élelmezési hálójának elmozdulását - a bonyolult, összekapcsolt tápláléklánc-hálózatot, amely minden fajt az a legmikroszkóposabb plankton a hatalmas kék bálnához. A csontok lényegében azt mondják a tudósoknak, hogy a csirke élelmezési lánca az elmúlt 100 évben rövidebb lett.
Hogyan és miért nem egyértelmű, de annak megértése, hogy a faj mit eszik az élelmiszerláncban, ugyanolyan kritikus - és hosszú távon még fontosabb -, mint az, amit esznek.
Tehát ez az információ és az új módszerek, amelyeket a tudósok maguk a csontok kihallgatására használnak, lehetőséget kínálnak arra, hogy megválaszoljuk ezeket a kérdéseket.
„Ha jelentős változások zajlanak ebben az ökoszisztémában, és nem tudjuk felmérni, milyen gyorsak és mekkoraak ezek a változások, akkor nekünk nehéz kezelni az erőforrást. Nehéz megjósolni, lehet-e olyan fordulópont, ahol még nagyobb változások is bekövetkezhetnek ”- mondja Helen James, a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeum kutatási zoológusa és madarak kurátora, aki a tanulmány társszerzője. .
Ezek a csontok, amelyek közül sok a Természettudományi Múzeumból és más múzeumokból származik, valamint a közelmúltban élő madarak, lehetővé teszik a tudósok számára, hogy elmondhassanak egy felbecsülhetetlen értékű hosszú távú történetet, amely több ezer évvel ezelőtt a mai napig tartott.
„Ha már van ilyen alapú adat, a mintavétel folytatása a jövőben kiváló módszer lehet az ökoszisztéma-stressz jeleinek felismerésére” - mondja James.
A Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeum gyűjteményében található régészeti csontok és koponya (balra) és modern koponya (jobbra) a hawaii gyöngyből. A régészeti csontok körülbelül két évszázadosak. (Brittany M. Hance) 
A 200 éves macskacsontok (tetején) és a modern minták (alsó rész) csontjainak és koponyáinak biokémiai jelei értékes betekintést nyújtanak az óceán élelmezési hálóinak időbeli változásaiba. (Donald E. Hurlbert) 
"Ezek a múzeumi példányok figyelemre méltóak azokkal az információkkal, amelyeket a múltra vonatkozóan nyújthatnak" - mondja Helen James. (Donald E. Hurlbert) Az élelmiszerláncok meglehetősen lineárisak és egyszerűek; ők egy faj sajátos étkezési útja az élelmiszerhálózaton belül. Például egy cápa tonhalat eszik, amely papagájhalat evett, korallot pedig fitoplanktont evett. Fontos tudni, hogy hol élnek a fajok egy táplálékláncban, és a tudósok ezt úgy határozzák meg, ahogyan az úgynevezett trópusi szintet képezi.
Az első szint azok a termelők, akik fényt használnak fotoszintetizálásra és élelmiszerek előállítására; ezek elsősorban a fitoplankton, amelyek képezik az egész óceáni élelmezési hálózat és számtalan láncának az alapját. A második szinten a növényevők - apró legelő állatok, mint például az zooplankton, medúza, tengeri sün, valamint a nagyobb állatok, például a papagájhal és a zöld teknősök - áthaladnak a tengeren, opportunista módon legelnek. A harmadik szintet kisméretű húsevők, például szardínia, menhaden és más, a növényevőkből táplálkozó fajok alkotják, amelyek elsősorban a negyedik szintű fajok táplálékául szolgálnak, a felső ragadozók beleértve a nagy halakat, emlősöket és madarakat - mint a hawaii macskák -, amelyek enni a kisebb húsevőket.
Bár az élelmiszerláncok az állatokra különböznek, mivel össze vannak kötve a sokkal nagyobb táplálékhálón, az, ami egy állat táplálékláncán történik, mindig elmozdulást okoz az interneten másutt.
Ha például a cápák pecséte gyakorlása egy adott területen elpusztítja a négy szintű ragadozó lakosságát, akkor a cápák táplálékláncánál lejjebb levő állatok bőségesebbé válnak (kevesebb cápa fogyasztja őket).
Hirtelen egyre több állatot esznek alattuk. A cápák táplálékláncához érintő fajok, amelyeknek látszólag semmi köze a cápákhoz, de attól függnek, hogy a kisebb állatok hirtelen eltűnnek, és nagyobb táplálkozási nyomás alatt állnak - élelmezésük forrásait megszakítják, és arra is kényszerülhetnek, hogy alacsonyabb fajokat is táplálkozási szint. Valójában ez egy trópusi eltolódás - a faj táplálékláncának hossza megváltozott.
És ezt tükrözi a hawaii macskák csontja a Csendes-óceán északi részén. 2013-ban James és más tudósok először a kérdéshez fordultak, és megvizsgálták a faj minden szaporodó populációjának csontjait - elvégezhetőek, mert csak a meghatározott Hawaii-szigeteken szaporodnak.
"Minden egyes gyertya nagy távolságra repül a Csendes-óceán északi részén, táplálkozva az út mentén, és lassan beépítve az étrendből származó nitrogént a csontok fehérjébe" - mondja James. „Képzelje el, hogy volt egy drónunk, és kiadta azt ezen a hatalmas területen, és az óceánon át repült, hogy szisztematikusan vett mintákat az élelmiszerhálóból. Miután a macska (vagy a drone) meghal, a táplálkozási szokásainak adatai a szájaikban több száz vagy ezer évig megőrződnek. Ha megtaláljuk ezeket a csontokat és kinyerjük belőlük a fehérjéket, váratlan adatforrásunk van arról, hogy az óceáni ételhálók széles körben, idővel változtak. ”
A tudósok nem tudják pontosan, mit ették a madarak - természetesen az a fajta információ, amelyet csontokban nem tárolhatók. A csontokban a kémia kihallgatásával meg tudják határozni a madarak által evett ételek kémiai tulajdonságait, és ezen keresztül megnézhetik, történt-e változás.
"Ha az ételeket kémiai szinten tekintjük, akkor egyetlen kémiai számot kaphatunk, amely valamit mond a madarak táplálékláncáról, amely nem rendelkezhetett volna, ha csak lenne egy listája arról, mit evett a madár tegnap" - mondja James . "Tehát valódi előnye van ennek a kémiai aláírásnak a nézéséhez, ha hosszú távú trendeket akar megnézni."
A 2013. évi tanulmányban a tudósok megvizsgálták a nitrogént, amelyet kumulatív módon és kiszámíthatóan építenek be, amikor az egyik szervezet egy másik eszik, és megállapították, hogy az egész faj nitrogénizotópok csökkenését mutatta az elmúlt 100 évben. Ez azt jelezte, hogy a madarak tápláléklánca rövidebb lett; valahol a madarak táplálékláncában az állatok alacsonyabb trópuszinttel táplálkoztak.
A jelen kutatásban a tudósok finomítani akarták módszertanukat annak meghatározására, hogy a 2013. évi tanulmány valóban a madarak táplálékláncának változását tárta fel, nem pedig az élelmiszerlánc alján levő nitrogén kémiája által okozott változást, mint mások vitatta. Ezúttal két specifikus aminosav és nitrogénizotópuk kapcsolatát vizsgálták meg, amelyek együttesen megmutathatják az adott madár táplálékláncának hosszát.
Ez a pontosabb módszer megerősítette, hogy a petrellék modern élelmiszerlánca rövidebb, mint az ősi - mondja James.
"Az élelmiszerláncban több lépés van a héjig vezetőig, és nem tudjuk, melyik lépésben történt a változás" - mondja. "Elképzelhető, hogy ugyanazokat a fajokat eszik, de ezek a fajok valami másat esznek."
Mint az első tanulmányban, az új tanulmány azt sugallja, hogy az ipari halászatot, amely nagymértékben elindult a Csendes-óceánon az 1950-es évek elején, e változás lehetséges forrásának kell tekinteni.
„Tudjuk, hogy a kontinentális talapzat nagy részén a tengeri területeken horgásznak ez a jelenség - sok nagy ragadozó halat távolítanak el az óceánból. A kisebb ragadozók egyre gazdagabbak, és enni is kell ”- mondja James. Így az átlagos fogásméret kisebb lesz mind az emberek, mind más fajok esetében.
A csipkécsontokból származó új adatok hozzájárulnak a folyamatban lévő tanulmányokhoz és a halpopulációk megfigyeléséhez, hogy jobban megértsék, mi történt a hatalmas óceánon, amely a kutatások számára olyan kihívást jelent.
"Amit be tudunk hozni ebbe a történetbe, ez a jó minőségű történeti adat, különös tekintettel arra, hogy visszamenjen oda, ahol az embereknek nincs hatása az óceán ökoszisztémájára" - mondja James.
A jövőben ő és más tudósok kibővítik kutatásaikat, és az új vizsgálat kémiai módszertanát más fajokra is alkalmazzák, beleértve a Laysan albatroszot és a Newell nyíróvízét. Mindkettő, akárcsak a hawaii macska, fészkel a hawaii szigetcsoportban, ám az óceán különböző régióiban táplálkoznak, amelyek további információt nyújtanak az óceáni szintű tendenciák vizsgálatához. A Newell nyírvize veszélyeztetett, míg a Laysan albatrosz „közel veszélyeztetettnek” minősül.
"Ezek a múzeumi példányok figyelemre méltóak azokkal az információkkal, amelyeket a múltra vonatkozóan nyújthatnak" - mondja James. "Ezek lehetővé teszik számunkra, hogy megtanuljunk néhány igazán váratlan dolgot az óceánökológiáról."
