Oamenii de știință au rezolvat un mister vechi de o sută de ani: de aceea balenele nu pot fi chiar mai mari

Dacă balenele sunt deja atât de mari - pentru că balenele sunt într-adevăr foarte mari - de ce nu pot fi și mai mari? Răspunsul scurt este: pentru că nu există atât de multă hrană în lume care să susțină ființele vii și mai mari.

Lung de 30 de metri și cântărind peste 100 de tone, balenele albastre sunt cele mai puternice animale de pe Pământ vreodată. Nici alte balene nu sunt mici - balenele ucigașe, de exemplu, sunt mai mari decât majoritatea animalelor terestre - dar orice altceva decât balena albastră, inclusiv balenele dentare, pare a fi un copil mic care joacă mingea în praf. Ce separă cele două grupuri distincte de greutate ale cetaceelor, butașii de însilozare și prăjiturile pentru dinți? Și dacă balenele albastre cresc atât de mari, care este bariera pentru ca acestea să devină și mai mari?

„Balenele albastre și balenele chihlimbar nu sunt pur și simplu„ mari ”, spune Nicholas Pyenson, curator al unei foste expoziții de mamifere marine la Muzeul Național de Istorie Naturală de la Smithsonian Institution (SUA), dar sunt printre cele mai mari animale create vreodată . Ei rivalizează cu cei mai prolifici dinozauri și uneori chiar se înalță asupra lor. E o performanță destul de drăguță. Dar dacă alergi atât de mult, de ce nu cresc și mai mari? "

Balena albastră odihnită la suprafață Sursa: NurPhoto/Tharaka Basnayaka/NurPhoto/Tharaka Basnayaka

Biologii sunt preocupați timp de un secol de întrebarea ce limitează mărimea animalelor în general, a spus Pyenson. Deoarece creaturile actuale ale Pământului înregistrează dimensiunile își petrec cea mai mare parte a timpului în adâncurile oceanului, unde este dificil să le urmărim cu exactitate comportamentul, până acum a fost cel mult ghicitor cu privire la factorii care determină mărimea lor. Acum, însă, o echipă internațională de cercetare condusă de Pyenson și Jeremy Goldbogen, biolog la Universitatea Stanford, a înregistrat date despre sute de cetacee în mișcare liberă și hrănitoare, permițându-le să determine câtă energie investesc cetaceele de diferite dimensiuni în alimente și cât de mult calorii nete din ele. Rezultatele lor, publicate în ultimul număr al Științei, arată că dimensiunea tuturor speciilor de cetacee este limitată de disponibilitatea prăzii, dar numai balenele filtrate, inclusiv balenele albastre, au dezvoltat o strategie nutrițională care are o recuperare energetică cu adevărat bună și are cea mai puternică dimensiune a corpului vreodată pe Pământ.

Inima pregătită a unei balene albastre Sursa: dpa Picture-Alliance/AFP/Bernd Settnik

Colectarea datelor este meritul a peste două duzini de oameni de știință care au căutat și etichetat cetacee de toate dimensiunile, de la delfinul brun de un metru și jumătate până la gigantica balenă albastră. Senzorii multifuncționali fixați temporar cu ventuze au fost folosiți pentru a monitoriza activitatea subacvatică a animalelor. Aceștia, ieșind din barca lor cu o tijă lungă, au urcat pe spatele cetaceelor când tocmai au ieșit la suprafață. Senzorii de înaltă tehnologie astfel folosiți au folosit un accelerometru și un manometru, precum și o cameră și un microfon subacvatic pentru a transmite fiecare detaliu minuscul al activității animalelor pe măsură ce erau scufundate pentru a se hrăni. Oamenii de știință au putut, de asemenea, să estimeze cantitatea de pradă în apropierea tuturor cetaceelor urmate, pe baza semnelor de sonar din apele din jur și a conținutului stomacal al balenelor capturate anterior.

Grupul a analizat date de la peste 10.000 de evenimente nutriționale din Groenlanda și Antarctica și le-a folosit pentru a calcula costul energetic și venitul alimentelor pentru fiecare individ. „Energia este moneda de bază pentru toate formele de viață și am fost curioși de modul în care se dezvoltă echilibrul aportului de energie și al consumului de energie la cetacee de diferite dimensiuni ale corpului și strategii nutriționale”, a explicat Goldbogen. "Raportul dintre cele două cantități arată eficiența nutrițională a cetaceului, din care putem deduce de ce speciile de cetacee au dimensiuni diferite și de ce cele mari nu sunt chiar mai mari."

Un alt gigant, balena cu cocoașă (Megaptera novaeangliae) cu vițelul său Sursa: Biosphoto/Gabriel Barathieu/Biosphoto/Gabriel Barathieu

Cercetătorii au descoperit că relația dintre dimensiunea corpului și recuperarea energiei depinde de strategia nutrițională pe care un anumit grup de cetacee a dezvoltat-o în timpul evoluției. Unele balene se hrănesc prin filtrarea apei oceanului în așa fel încât, în timp ce înoată, roiuri întregi de animale mici de pradă curg în gura lor, în timp ce scobitorii își lasă prada pe rând. Balenele albastre, balenele cu cocoașă și alte hrănitoare filtrate își acoperă gura cu siloz - plăci subțiri și flexibile - care își filtrează prada mică, în mare parte crabi, din apa oceanului. Înotând prin apele pline de animale mici de pradă, aproape întotdeauna obțin mai multe calorii decât investesc, au citit cercetătorii din date. Dimensiunea corporală imensă nu este o barieră pentru balenele cu hrănire filtrată: cele mai mari specii din cercetare, balenele albastre, balenele cu cocoașă și, respectiv, balenele tânără, și-au închis dietele cu un echilibru energetic mai bun decât orice alt cetaceu.

Scobitorii, pe de altă parte, își orientează prada prin ecolocalizare și scapă o singură pradă în timpul unui eveniment de hrănire. De asemenea, trebuie să înoate mai adânc decât alimentatoarele filtrate pentru a prinde pradă abundentă și mare - pești mai îngrășați și calamar de adâncime. Nu există mulți alți prădători cu sânge cald care să se aventureze în adâncurile oceanului unde vânătorii de scobitori. „La o adâncime de 300 de metri, nu mai rămâne nimic în afară de calmarul pe care îl poți mânca", a subliniat Pyenson. „Sunt literalmente incapabili să mănânce suficient pentru a face scufundarea să dea roade energice, deoarece trebuie să iasă la suprafață pentru a respira aer ", a subliniat cercetătorul," nu au primit suficientă pradă pentru a acoperi costurile energetice pentru a ajunge acolo ".

Unul dintre cei mai mari constituenți ai zooplanctonului oceanic, krilul (Euphausia sp.) Sursa: Wikimedia Commons

Cetaceele de chihlimbar, care ating o lungime a corpului de aproape 20 de metri, sunt nu numai cele mai mari dintre cetaceele dentare care trăiesc astăzi, dar depășesc și dimensiunea tuturor strămoșilor dispăruți. Pe baza ratelor de recuperare a energiei calculate pentru cetaceele dințate de diferite dimensiuni ale corpului, „cetaceele de chihlimbar de astăzi asediază limitele biologiei", a subliniat Pyenson. Calculele grupului arată că, chiar dacă ar fi puțin mai mari, cetaceele de chihlimbar nu ar mai putea consuma suficient din cele mai mari captură de calamar Pur și simplu nu există la fel de mult calmar în ocean pe cât ar lua balene de chihlimbar mai mari decât astăzi.

Dimensiunea balenelor filtrate nu este limitată de cantitatea de pradă disponibilă, la fel ca și a balenelor dințate. Micii crustacei cu care se hrănesc cresc într-o abundență inepuizabilă în ocean - totuși, krilul se reproduce întotdeauna doar pentru o perioadă scurtă de timp, în momente diferite în diferite părți ale mării lumii. Prin urmare, dimensiunea giganților de astăzi din oceane poate fi în cele din urmă limitată de faptul că prada lor, deși abundentă, este disponibilă doar sezonier, concluzionează Goldbogen și Pyenson.

Scheletul unei balene albastre de 25,2 metri la Muzeul de Istorie Naturală din Londra Sursa: AFP/Tolga Akmen

„Cetaceele însilozate cu cel mai mare corp trebuie să valorifice energia frunzelor de krill în unele dintre cele mai fertile luni de vară cu latitudini ridicate”, a explicat Goldbogen. - O strategie de hrănire filtrată de înaltă eficiență permite acestor balene să acumuleze rezerve semnificative de grăsime din care să-și poată acoperi apoi migrația către bazinele oceanice la latitudini mai mici. Împerecherea are loc în aceste zone, unde aprovizionarea cu alimente este mult mai slabă. "

Studiul evidențiază modul în care pozițiile volatile ocupă cetaceele în propriul ecosistem. „Este provocator de gândire cât de periculos este să dansezi ca o balenă pe această margine a lamei energetice”, a subliniat Pyenson, adăugând că schimbările climatice, pescuitul excesiv și alte amenințări la adresa oceanelor agravează situația. „Imaginați-vă că suntem balene albastre și doar pradă. "Acum, dacă se întâmplă ceva care să decimeze populația de krill, ne aflăm într-un impas evolutiv, pentru că nu putem mânca suficient pentru a ne susține", a subliniat cercetătorul. "Deci, avem motive întemeiate să încercăm să înțelegem mai bine balenele și prada lor. "relații prădător-pradă între

Dimensiunea gigantică și apetitul uriaș care vine odată cu aceasta sunt altfel o noutate evolutivă în istoria balenelor. Într-un studiu din 2017, Pyenson, Goldbogen și colegii săi au constatat că strămoșii balenelor de astăzi au atins dimensiuni relativ restrânse până acum 5 milioane de ani, când au evoluat pentru a putea profita de surse de hrană bogate, dar împrăștiate. Oricum, potrivit autorilor, giganții foarte diferiți care băteau pe Pământ în urmă cu 100 de milioane de ani nu au fost probabil în stare să crească și mai mari din motive similare, adică datorită disponibilității limitate de alimente. "Nu știm exact câtă distrugere a adus efectivele de dinozauri sauropodi în pădurile din Creta, dar probabil că au fost mestecate temeinic pe tarra", a spus Pyenson.