Hvalir

Hvalir Tímabil steingervinga: Snemma á eósen - okkar daga
Hnúfubakur stekkur
Vísindaleg flokkun
Ríki: Dýraríki (Animalia) Fylking: Seildýr (Chordata) Undirfylking: Hryggdýr (Vertebrata) Flokkur: Spendýr (Mammalia) Ættbálkur: Cetacea Brisson, 1762
Undirættbálkar
Skíðishvalir (Mysticeti) Tannhvalir (Odontoceti) † Fornhvalir (Archaeoceti)

Hvalir (fræðiheiti: Cetacea) eru ættbálkur spendýra sem samanstendur af stórhvelum, höfrungum og hnísum. Hvalir er sá ættbálkur spendýra sem best er aðlagaður til sjávarlífs en hvalirnir hafa aðlagast lífinu í sjónum fullkomlega og eru að engu leyti háðir landi.

Ættbálkur hvala telur yfir áttatíu tegundir sem skiptast í tvo undirættbálka: skíðishvali og tannhvali, en til tannhvala teljast bæði höfrungar og hnísur. Talið er að undirættbálkarnir hafi byrjað að greinast að fyrir 34 milljónum ára.

Útlit og líffræði

Samanburður stærðar hvalategunda

Beinagrind Búrhvals

Skrokkur hvala er snældu- eða spólulaga, en straumlínulöguð líkamsbyggingin er eitt helsta einkenni þeirra. Hálsliðir þeirra eru nánast samvaxnir og hafa hvalir því afar litla hreyfigetu í hálsi. Annað einkenni hvala eru óvenju stórir kjálkar sem teygjast langt fram á við á höfðinu, og eitt eða tvö blástursop ofan á höfðinu. Framlimirnir hafa ummyndast í bægsli. Afturlimirnir eru líffæraleifar sem ekki tengjast hryggnum og liggja alveg inni í skrokknum. Hvalir hafa kröftuga sporðblöðku sem er aðalsundfæri þeirra. Sporðblaðkan er alltaf lárétt, ekki lóðrétt eins og hjá fiskum, og geta stærstu skíðishvalirnir og háhyrningar náð allt að 50 km hraða á klukkustund. Flestir hvalir hafa einnig bakugga en engin bein eru í sporðblöðku né bakugga, heldur eingöngu trefjar, fita og brjósk.

Hvalir geta verið frá 2,6 m og 135 kg (dvergbúrhvalir) að 34 m og 190 tonn að þyngd líkt og steypireyður sem er stærsta dýr jarðarinnar. Hjá sumum tegundum er stærðarmunur á kynjunum, hjá mörgum skíðishvölum eru kvendýrin stærri en karldýrin, en því er öfugt farið hjá tannhvölum. 

Í löngum köfunarferðum hvala þurfa þeir að tryggja sér nægilegt súrefni og til þess hafa þeir sérstakt líffæri sem kalla má "undranetið". Undranetið er fíngerður háræðavefur umhverfis mikilvægustu líffæri hvalsins sem geymir í sér súrefnisríkt blóð. Hvalir geta sem sagt verið svona lengi í kafi vegna þess að þeir nýta allt súrefnið og geyma í vöðvum og undranetinu. Undranetið þjónar einnig öðrum tilgangi sem er að jafna hitastig og þrýsting líkamans.  

Við köfun á mikið dýpi verður mikill þrýstingsmunur og þar stuðlar fituhjúpurinn að þrýstingsjöfnun, en auk hans eru sumar hvalategundir með fljótandi fitu í höfðinu sem kölluð er hvalsauki. Hvalsaukinn gerir þeim kleift að kafa niður á 2.000 m dýpi. Beinin eru sveigjanleg og gefa eftir þeim gríðarlega þrýstingi sem verður á svo miklu dýpi og lífsnauðsynlegar æðar eins og heilaslagæðar liggja inni í mænugöngum sem kemur í veg fyrir að þær leggist saman.  

Fjölgun og lífsferill

Hvalir eru svokölluð legkökuspendýr. Æxlun og líffræðilegur þroski hvala er eins og hjá okkur mönnunum. Hvalir verða kynþroska þriggja til tíu ára að aldri, en það er breytilegt milli tegunda. Hvalkýr eru yfirleitt frjóar einu sinni á ári, oftast á haustin. Meðgangan er yfirleitt 10-14 mánuðir. Meðgöngunni lýkur með burði og kálfurinn er háður móður sinni um næringu og vernd fyrstu misserin. Oftast eignast hvalkýrin eitt afkvæmi í einu en fyrir kemur að þær eignist tvö í einu.

Þegar kálfurinn fæðist kemur sporðurinn ætíð fyrst, þar sem kálfurinn fær súrefni í móðurkviði, sem kemur í veg fyrir að hann drukkni í fæðingu. Þegar kálfurinn er svo alveg fæddur fer hann strax upp að yfirborði sjávar, með hjálp móður sinnar eða annars hvals, til þess að ná fyrsta andardrættinum. Hvalkýr hafa enga spena, en til þess að kálfurinn fái mjólk leggst kýrin á hliðina og sprautar upp í hann mjólkinni. Kálfar stærri tegunda drekka allt að 250 lítra af mjólk á dag. Þegar þeir fæðast geta þeir vegið um 1 tonn. Kálfarnir stækka ört og geta þyngst um 100 kg á sólarhring.

Æxlunarhraði stórhvala er ekki mikill, en stór skíðishvalur kemur einum kálfi til hvals á tveggja til fjögurra ára fresti. Sumar tegundir ala kálfa sína í hlýjum sjó og eru þar mánuðum saman. Í byrjun sumars halda hvalirnir svo aftur í kaldari sjó á heimskautasvæðunum til að nýta sér ríkulegt fæðuframboð þar. 

Fæðunám

Skíðishvalir éta aðallega átu (smá krabbadýr) en tannhvalir að mestu leyti fisk. Hvalir éta því fisk, en eru einnig að einhverju leyti í samkeppni við fiskinn um fæðu. Áætlað hefur verið að hinar rúmlega 80 tegundir hvala í heiminum éti um það bil 3-5 sinnum meira en fiskveiðifloti allra landa aflar eða um 300-500 milljón tonn af sjávarfangi árlega. Hrefnur eru atkvæðamestar í áti á fiskum við Ísland, en talið er að þær éti um 1 milljón tonna af fiski og hinar hvalategundirnar aðra milljón.

Í stað tanna tannhvalanna hafa skíðishvalir sérstakan síubúnað til að afla sér fæðu, sem kallast skíði. Skíðin eru eins konar plötur sem vaxa niður úr efri kjálka hvalanna og er þversnið hvers skíðis í laginu eins og rétthyrndur þríhyrningur. Fjöldi hára er síðan á langhliðinni sem snýr inn í munn hvalanna. Stærð og fjöldi skíða er mismunandi eftir tegundum en þau geta orðið rúmlega 400 og allt að 4 metrar að lengd. Síunin fer þannig fram að þeir fylla ginið af sjó sem þeir þrýsta svo aftur út með tungunni og fæðan situr eftir. Helsta fæða skíðishvala er eins og áður sagði áta, en þeir nærast einnig á svifdýrum og smáfiskum.

Tannhvalirnir hafa aftur á móti keilulaga tennur. Tennurnar eru mismargar eftir tegundum, allt frá tveimur upp í tugi. Tennurnar nota þeir til að grípa bráðina og bíta í sundur, en ekki til að tyggja. Tannhvalir lifa eins og áður sagði flestir á fiski, en sumir éta einnig smokkfiska og kolkrabba, og enn aðrir éta önnur dýr eins og seli eða sæljón, eða jafnvel aðra hvali.  

Svefn

Ólíkt flestum dýrum þá draga hvalir andann meðvitað. Það gerir að verkum að þeir geta ekki sofið lengi fullum svefni því þá gætu þeir drukknað. Þótt lítið sé vitað um svefn villtra hvala er vitað að hvalir sem hafa verið fangaðir og rannsakaðir hafa sofið með öðrum helmingi heilans í einu, svo þeir geti synt, andað og forðast rándýr. 

Skynfæri, samskipti og gáfur

Hvalur að "sigla"

Eyru hvala hafa aðlagast sjávarlífi og eru því öðruvísi en eyru manna. Hvalir hafa ekki sjáanleg ytri eyru. Í stað þess að hljóð fari í gegn um ytra eyrað inn í miðeyrað meðtaka hvalir hljóð í gegnum hálsinn og þaðan í innra eyra. Tannhveli senda frá sér hátíðnihljóð frá líffæri sem kallast melóna. Melónan er að mestu úr fitu og stærð hennar er mismunandi eftir tegundum. Því stærri melóna, því háðari eru tegundirnar henni.

Augu hvala eru fremur lítil miðað við stærð þeirra, en þrátt fyrir það hafa þeir ágæta sjón. Augun eru á hliðum höfuðsins svo sjón þeirra byggist á tveimur flötum. Í sjó geta hvalir séð um 10,7 metra frá sér, en sjá ekki eins vel ofansjávar. Hvalir sjá einnig bæði í björtu og þegar dimmt er. Ekki er vitað með vissu hvort að hvalir sjái liti en talið er að þeir geri það ekki.

Hvalir hafa ekkert lyktarskyn og lítið eða ekkert bragðskyn. Þrátt fyrir það virðast sumar tegundir tannhvala frekar vilja eina tegund fiska en aðra sem bendir til þess að þeir skynji eitthvað tengt bragði eða lykt.

Rödd hvala er talin hafa mikið notagildi. Sumar tegundir, eins og hnúfubakar, hafa samskipti með einskonar hvalasöng. Þessi hljóð geta verið mjög hávær, en það er mismunandi eftir tegundum. Sumar tegundir hvala nota aðeins eins konar smelli en aðrir nota eins konar söng.

Nokkrar tegundir eru þekktar fyrir að líkja eftir tali manna og telja vísindamenn að þetta bendi til sterkrar löngunar hvala til þess að hafa samskipti við menn.

Hvalir eru taldir kunna að kenna, læra, vinna saman og syrgja. Minni hvalir eru þekktir fyrir að taka þátt í flóknum leikjum. Þeir synda til dæmis um og mynda stöðuga bili og framleiða loftbólur. Einnig leika þeir sér að því að sprengja loftbólurnar, eða búa til fleiri minni. Stærri hvalir eru líka taldir taka þátt í leikjum, hvalurinn heldur sporðinum fyrir ofan vatnsyfirborðið í nokkurn tíma og er þá kallað að hann sé að sigla.

Hvalir við Ísland

Í hafinu við Ísland finnast margar hvalategundir þó sumar þeirra dvelji aðeins stutt þar. Samtals 23 tegundir finnast á íslensku hafsvæði en sumar þeirra dvelja stutt, eins og áður sagði og fara hér aðeins um. Hafið er tegundunum þó mikilvægt í ætisleit.

Um 12 tegundir hvala teljast algengar við Ísland. Fimm þeirra eru skíðishvalir en sjö tannhvalir. Flestum þessara tegunda er að fjölga hér við land, þar má nefna steypireyði, langreyði, hnúfubaka og búrhvali. Hrefnu hefur fækkað, en engin breyting orðið á stofnum sandreyðar og grindhvals. Stofnstærðarbreytingar á nokkrum algengum tegundum við Ísland eru þó ekki þekktar, og má þar nefna hnísu, leiftur, hnýðinga, háhyrninga og andarnefjur.

Tegund	Stofnstærð
Steypireyður Balaenoptera musculus	1.000
Langreyður Balaenoptera physalus	21.000
Hnúfubakur Megaptera novaeangliae	15.000
Búrhvalur Physeter catodon	11.000
Hrefna Balaenoptera acutorostrata	31.000
Sandreyður Balaenoptera borealis	10.000
Grindhvalur Globicephala melas	35.000
Hnísa Phocoena phocoena	> 34.000
Leiftur Lagernorhynchus actus	50-100.000
Hnýðingur Lagernorhynchus albirostris	12.000
Háhyrningur Orcinus orca	5.500
Andarnefja Hyperoodon ampullatus	41.000

ATH að talning á þessum stofnum var gerð á mismunandi tímum frá 1987 - 2010. Í stofnstærð hnísu er einungis verið að tala um íslenska landgrunnið.

Hér við land nærast stóru reyðarhvalirnir aðallega á dýrasvifi. Hnúfubakar nærast á dýrasvifi jafnt og uppsjávarfiskum. Hrefnan hér við land lifir á breytilegu fæði en aðallega er talið að hún nærist á sandsílum, botnfiskum og síld. Tannhvalirnir nærast fyrst og fremst á fiski og smokkfiskum en háhyrningar éta sjófugla og önnur sjávarspendýr og hér við land éta þeir einnig mikið af síld. Talið er að hvalir hér við land innbyrði um sex milljón tonn af sjávardýrum á hverju ári – yfir tvær milljón tonna af því eru fiskur – aðallega loðna og aðrir uppsjávarfiskar en einnig umtalsvert magn botnfiska. Heildarfiskát hvala er samkvæmt þessum útreikningum álíka mikið og mesti afli Íslendinga upp úr sjó fyrr og síðar. Skiptar skoðanir eru á því hvort át hvala hafi áhrif á stærð fiskistofna hér við land. Samkvæmt nýlegum rannsóknum ætti að vera hægt að auka afla af þorski og loðnu um 20% ef stofnum hrefnu, langreyðar og hnúfubaks væri haldið í um 70% af hámarksstærð. Aðrir hafa bent á að áður en atvinnuveiðar hófust hafi fiski- og hvalastofnar lifað saman í höfunum og fiskistofnar vaxið samhliða hvalastofnunum.

Hvalveiðar og aðrar hættur

Hvalveiðar á 18. öld

Hvalveiðar hafa verið stundaðar frá því á steinöld. Hvalir eru yfirleitt veiddir vegna kjötsins en hafa einnig verið veiddir vegna annarra hluta eins og til dæmis beina, ugga og lýsis. Á 18. og 19. öld voru hvalir veiddir nánast eingöngu vegna lýsisins sem var notað sem ljósmeti. Á þessum tíma voru Hollendingar, Japanir og Bandaríkjamenn öflugustu veiðiþjóðirnar.

Hvalir voru skutlaðir með handskutlum af trébátum. Þá sóttust menn eftir þeim hvölum sem voru auðveld skotmörk og voru sléttbakar mjög vinsælir vegna þess hve hægt þeir synda, og vegna þess að þeir hafa þykkt fitulag sem heldur þeim á floti þegar þeir eru dauðir.

Hvalveiðar eru mjög umdeildar og nú orðið er lítil eftirspurn eftir hvalaafurðum. Því hafa flestar hvalveiðiþjóðir dregið mjög úr hvalveiðum eða hætt þeim alveg. Hvalveiðar í atvinnuskyni voru bannaðar á Íslandi árið 1986, en þær hófust aftur að einhverju leyti haustið 2006.

Í dag eru Noregur, Ísland og Japan helstu veiðiþjóðirnar, ásamt frumbyggjahópum í Síberíu, Alaska og N-Kanada sem veiða til einkanota. Yfirvöld taka sérstaklega á veiðum þessara frumbyggja og veita þeim undanþágu sökum veiðiaðferða þeirra því þær eru taldar eyðileggja minna. Notkun nútímavopna við veiðarnar og tæknivæddari samgöngutæki hafa þó vakið upp spurningar.

Hvalaskoðun

Hvölum stendur einnig ógn af mönnum óbeint. Hvalir eiga það til að festast í netum eða veiðast sem meðafli á króka. Nótaveiðar eru algeng dánarorsök hvala og annarra sjávarspendýra. Hvalir verða einnig fyrir áhrifum af mengun sjávar. Mikið magn af lífrænum efnum safnast fyrir í dýrunum vegna þess hve ofarlega þau eru í fæðukeðjunni. Kýr geta borið eiturefni í kálfana með mjólkinni. Þessi mengunarefni geta valdið krabbameini í meltingarvegi og meiri viðkvæmni gegn smitsjúkdómum. Hvölum stendur einnig ógn af því að gleypa rusl eins og plastpoka sem fljóta um í hafinu. 

Hvalaskoðun

Talið er að um 13 milljónir manna hafi farið í hvalaskoðun á heimsvísu árið 2008. Almennar reglur og siðareglur hafa verið samdar til þess að lágmarka áreiti sem hvalirnir verða fyrir. Ísland, Japan og Noregur hafa bæði hvalaskoðun og hvalveiðar sem atvinnugreinar. Hvalaskoðun veltir um 2,1 milljarði dollara árlega á heimsvísu og veitir um 13.000 störf. Hvalveiðar aftur á móti velta um 31 milljón dollara árlega.