Većinu svog lutanja, havajska buradnica je misterija, putujući tajanstvenim mjestom. Vraćajući se na kopno - na nekoliko specifičnih otoka na Havajima - samo da se gnijezde i uzgajaju, ove pelagične ptice, koje su na popisu ugroženih vrsta od 1967. godine, su prije svega vagandandi sjevernog Tihog okeana, veliko područje između ekvatora i Aljaske. Aleutska ostrva.
Kao takve, oni su široko rasprostranjena vrsta u ogromnom ekosustavu koji izbjegava znanstvenike koji rade na razumijevanju utjecaja klime, industrijskog ribolova i drugih prirodnih i ljudskih utjecaja koji utječu na Tihi ocean. Kosti ovih ptica - stare čak 2.000 godina - pružaju znanstvenicima jedinstven prozor u ekološku prošlost ovog oceana, kao i osnovne podatke iz kojih će bolje razumjeti njegovu sadašnjost i razmatrati svoju budućnost.
Rezultati nedavne studije, objavljene u Proceedings of the Royal Society B, pokazuju kako rafinirano ispitivanje kemije kostiju potvrđuje pomak na mrežama s hranom na sjeveru Tihog oceana - zamršenu, međusobno povezanu mrežu lanaca hrane koja održava sve vrste iz najviše mikroskopski plankton gigantskom plavom kitu. U osnovi, kosti govore znanstvenicima da se lanac prehrambenih proizvoda petrela u posljednjih 100 godina sve skraćivao.
Kako i zašto nije jasno, ali razumijevanje gdje vrsta jede u prehrambenom lancu jednako je kritično - a iz dugoročne perspektive još važnije - od onoga što jedu.
Tako da ove informacije, kao i nove metode koje znanstvenici koriste kako bi sami ispitivali kosti, pružaju način da odgovore na ta pitanja.
"Ako se u ovom ekosustavu događaju značajni pomaci, a mi ne možemo procijeniti koliko su brzi i koliki su ti pomaci, tada nam je teško upravljati resursom. Teško nam je predvidjeti može li postojati prekretnica u kojoj bi se mogle dogoditi još veće promjene ", kaže Helen James, zoologinja istraživanja i kustosica ptica u Smithsonian-ovom Nacionalnom prirodoslovnom muzeju, koja je koautor studije,
Te kosti, mnoge od njih iz Prirodoslovnog muzeja i drugih muzeja, kao i od nedavnih ptica, omogućavaju znanstvenicima da ispričaju neprocjenjivu dugoročnu priču koja datira od tisuća godina do danas.
"Jednom kada steknete osnovnu osnovu ove vrste podataka, nastavak uzorkovanja u budućnost može biti izvrstan način za otkrivanje znakova stresa ekosustava", kaže James.
Arheološke kosti i lubanja (lijevo) i moderna lubanja (desno) havajske buradi nalaze se u zbirkama Smithsonianovog Nacionalnog prirodoslovnog muzeja. Arheološke kosti su stare oko dva stoljeća. (Bretanja M. Hance) 
Biokemijski signali u kostima i lubanjama petogodišnjaka Petralića (vrh) i modernih uzoraka (dno) mogu pružiti dragocjen uvid u velike pomake u oceanima mreža hrane s vremenom. (Donald E. Hurlbert) 
"Ovi muzejski primjerci izvrsni su po informacijama koje mogu pružiti o prošlosti", kaže Helen James. (Donald E. Hurlbert) Lanci hrane izgledaju prilično linearno i jednostavno; oni su specifičan način prehrane za pojedine vrste u mreži hrane. Na primjer, morski pas jede tunu, koja je pojela papagaj, koja je pojela koralj, koja je pojela fitoplankton. Važno je znati gdje mjesta jedu u prehrambenom lancu, a znanstvenici to definiraju na temelju onoga što se naziva trofičnom razinom.
Prva razina su proizvođači koji koriste svjetlost za fotosintezu i proizvodnju hrane; to su prije svega fitoplankton, koji čine temelj čitavog okeanskog spleta hrane i njegovih bezbrojnih lanaca. Na drugoj razini, biljojedi - sitne ispaše životinje poput zooplanktona, meduza, morskih ježaka, kao i krupnije životinje poput papagaja i zelenih kornjača - kreću se morem, ispašući oportunistički. Treću razinu čine male mesožderke poput sardina, menhadana i drugih vrsta koje se hrane biljojedi i prvenstveno služe kao hrana vrstama na nivou četiri, gornji grabežljivci, uključujući velike ribe, sisavce i ptice - poput havajskih buradi - koji jesti manje mesožderke.
Iako se lanci hrane razlikuju kod svake životinje jer su međusobno povezane unutar mnogo veće mreže hrane, ono što se događa s prehrambenim lancem jedne životinje neizbježno će uzrokovati pomak drugdje na webu.
Ako, primjerice, praksa morskih pasa dovede do iscrpljenja populacije četvorice predatora na ovom nivou u određenom području, životinje koje se nalaze dalje u prehrambenom lancu morskih pasa postat će obilnije (manji broj morskih pasa koji ih jedu).
Odjednom pojedu više životinja ispod njih. Vrste tangencijalne za prehrambeni lanac morskih pasa, za koje se čini da nemaju nikakve veze s morskim psima, ali ovise o manjim životinjama koje iznenada nestaju pod većim pritiskom hranjenja, vidjet će da će im izvori hrane biti poremećeni i također mogu biti prisiljeni jesti vrste u nižem trofička razina. To je, u stvari, trofički pomak - duljina prehrambenog lanca vrste se promijenila.
A to je ono što otkriva kemija kostiju havajskih buradi na sjevernom Tihom oceanu. U 2013., James i drugi znanstvenici prvi su pristupili ovom pitanju proučavanjem kostiju svake rasplodne populacije vrste - izvedivo, jer se one uzgajaju samo na određenim otocima na Havajima.
"Svaka burad leti na velikim udaljenostima preko sjevernog Tihog oceana, hraneći se putem i polako ubacujući dušik iz svoje prehrane u protein u kosti", kaže James. „Zamislite da smo imali drona i pustili ga preko tog golemog područja, a ono je letjelo preko oceana uzimajući uzorke mreže s hranom na sustavan način. Nakon što burad umre, stotine ili tisuće godina u njegovim kostima sačuvaju se informacije o prehrambenim navikama. Ako uspijemo pronaći te kosti i iz njih izvaditi bjelančevine, imamo neočekivani izvor podataka o tome kako su se vremenom u oceanima prehrambene mreže mijenjale u širokom vremenskom razmaku. "
Znanstvenici ne mogu točno znati što su ptice pojele - ta specifična vrsta podataka, naravno, ne može se pohraniti u kosti. Ispitivanjem kemije u kostima, oni mogu utvrditi kemiju hrane koju su ptice pojele i kroz to vidjeti je li se dogodila promjena.
"Gledajući hranu na kemijskoj razini, postoji jedan hemijski broj koji govori o ptičjem prehrambenom lancu, što ne biste mogli imati da ste imali samo popis onoga što je ptica jučer pojela", kaže James, "Dakle, zaista je prednost gledati na ovaj kemijski potpis ako želite pogledati dugoročne trendove."
U studiji iz 2013. godine, znanstvenici su ispitali dušik, koji je kumulativno i predvidljivo ugrađen kada jedan organizam jede drugi, te su otkrili da je cijela vrsta pokazala pad izotopa dušika u posljednjih 100 godina. To ukazuje da je prehrambeni lanac ptica postao kraći; negdje u prehrambenom lancu ptica, životinje su jele na nižoj trofičkoj razini.
U trenutnoj studiji, znanstvenici su željeli usavršiti svoju metodologiju kako bi utvrdili da je studija iz 2013. otkrila pomak u prehrambenom lancu ptica, a ne promjenu uzrokovanu kemijom dušika na dnu prehrambenog lanca, kao i drugi tvrdio je. Ovog puta pogledali su odnos dviju specifičnih aminokiselina i njihovih izotopa dušika, koji, kada se uzimaju zajedno, mogu ukazivati na duljinu prehrambenih lanaca te ptice.
Ova preciznija metoda potvrdila je da je moderni lanac prehrambenih buradi kraći od drevnog, kaže James.
"Nekoliko je koraka u lancu hrane koji vode do buradi i ne znamo u kojem koraku se promjena dogodila", kaže ona. "Moguće je da jedu istu vrstu hrane, ali te vrste jedu nešto drugačije."
Kao i prva studija, nova studija sugerira da se industrijski ribolov, koji je započeo velikim dijelom u Tihom oceanu početkom 1950-ih, mora smatrati mogućim izvorom ovog pomaka.
„Znamo da za mnoga morska područja kontinentalnog paska postoji taj fenomen ribolova dolje na mreži hrane - uklanjanje puno velike grabežljive ribe iz oceana. Manji grabežljivci postaju obilniji pa moraju jesti “, kaže James. Tako prosječna veličina ulova postaje manja, kako za ljude tako i za druge vrste.
Novi podaci o buradnim kostima pomoći će informiranju u tijeku studija i praćenju ribljih populacija kako bi se lakše razumjelo što se dogodilo u ogromnom oceanu koji je tako zahtjevan istraživanjima.
"Ono što smo u mogućnosti uvesti u tu priču su dobri povijesni podaci, osobito tamo gdje ljudi nisu imali nikakav utjecaj na oceanski ekosustav", kaže James.
U naprijed, ona i drugi znanstvenici proširuju svoja istraživanja i primjenjuju kemijsku metodologiju nove studije na druge vrste, uključujući lajsansku albatros i Newellu. Oboje, poput havajske buđi, gnijezde se na havajskom arhipelagu, ali hrane se u različitim dijelovima oceana, što će pružiti dodatne informacije za ispitivanje trendova širom oceana. Njuellova škare su ugrožene, dok se lajsanski albatros smatra "gotovo ugroženom".
"Ovi muzejski primjerci izvrsni su po informacijama koje mogu pružiti o prošlosti", kaže James. "Omogućuju nam da naučimo neke doista neočekivane stvari o oceanskoj ekologiji."
