Чому кити великі, але не більші?
Метью Савока, Стенфордський університет, Джеремі Голдбоген, Стенфордський університет, Ніколас Пенсон, Смітсонівський інститут
Зубаті та вусаті (фільтруючі) кити є одними з найбільших тварин, що коли-небудь існували. Сині кити довжиною до 30 футів і вагою понад 150 тонн є найбільшими тваринами в історії життя на Землі.
Хоча кити існують на цій планеті близько 50 мільйонів років, вони за останні п’ять мільйонів років зросли справді гігантськими. Дослідники мало уявляють, що обмежує їх величезні розміри. Який темп життя в такому масштабі, і які наслідки має бути такий великий?
Як вчені, які вивчають екологію, фізіологію та еволюцію, нас цікавить це питання, оскільки ми хочемо знати межі життя на Землі та що дозволяє цим тваринам жити в таких крайнощах. У нещодавно опублікованому дослідженні ми показали, що розмір китів обмежений дуже ефективними стратегіями годування найбільших китів, які дозволяють їм приймати багато калорій порівняно з енергією, яку вони спалюють під час пошуку їжі.
Способи бути китом
Перші кити на Землі мали чотири кінцівки, були схожі на великих собак і проживали принаймні частину свого життя на суші. Знадобилося близько 10 мільйонів років, щоб їх нащадки розвинули повністю водний спосіб життя, і приблизно 35 мільйонів років довше, щоб кити стали морськими гігантами.
Після того, як кити стали повністю водними близько 40 мільйонів років тому, типи, які досягли успіху в океані, були або вусатими китами, які харчувались, напружуючи морську воду через вультові фільтри в роті, або зубатими китами, які полювали на свою жертву за допомогою ехолокації.
Коли кити еволюціонували вздовж цих двох шляхів, у водах навколо них посилювався процес, званий океанічним підняттям. Апвелінг відбувається, коли сильний вітер, що йде паралельно узбережжю, відштовхує поверхневі води від берега, виводячи холодні, багаті на поживні речовини води з глибокого океану. Це стимулює цвітіння планктону.
Посилений апвелінг створив належні умови для видобутку вусатих китів, таких як криль та кормова риба, щоб концентруватися у щільних ділянках уздовж узбережжя. Кити, які харчувалися цими ресурсами здобичі, могли ефективно та передбачувано здобувати їжу, дозволяючи їм збільшуватися. Викопні записи, що показують, що лінії вусатих китів окремо стали гігантськими, водночас підтримують цю думку.
Дійсно великі ковтки
Чи є межа, якою можуть стати великі кити? Ми вирішили це питання, спираючись на енергетику тварин - вивчення того, наскільки ефективно організми поглинають здобич і перетворюють енергію, що вона містить, в масу тіла.
Отримання великого базується на простій математиці: якщо істота може набрати більше калорій, ніж витрачає, вона стає більшою. Це може здатися інтуїтивно зрозумілим, але демонструвати це за допомогою даних, зібраних із вільноживучих китів, було гігантським викликом.