Rozmiary wielorybów, największych zwierząt żyjących na Ziemi, skłaniają nas do przekonania, że w oceanach organizmy mogą rozwijać się niemal bez ograniczeń. Nic bardziej mylnego. Wyniki badań naukowców z Uniwersytetu Stanforda wskazują, że rozmiary morskich ssaków są bardzo ściśle ograniczone i to nie tylko od góry, ale i od dołu. Jak pisze w najnowszym numerze czasopismo "Proceedings of the National Academy of Sciences", rozpiętość rozmiarów morskich ssaków jest znacznie mniejsza niż w przypadku ssaków lądowych. Ogranicza je z jednej strony zdolność do utrzymania stałej temperatury, z drugiej możliwość zdobycia odpowiedniej ilości pożywienia.
Wcześniejsze teorie sugerowały, że w środowisku wodnym ograniczenia rozmiaru zwierząt powinny być mniejsze, bo siła wyporu wody sprawia, że mogą się unosić swobodnie i nie muszą się podpierać. Dokładniejsze badania pokazały jednak, że prawda jest inna. Powszechnie uważano, że wejście do wody daje zwierzętom większą swobodę, my przekonaliśmy się jednak, że w praktyce jest bardziej ograniczające - mówi współautor pracy, prof. Jonathan Payne ze School of Earth, Energy & Environmental Sciences Uniwersytetu Stanforda. To nie jest tak, że woda pozwala ci być dużym ssakiem, w wodzie po prostu musisz być duży, nie masz innej opcji.
Autorzy pracy przypominają, że choć ssaki żyjące w wodzie mają podobny do siebie nawzajem, obły kształt, wcale nie muszą być ze sobą blisko spokrewnione. W praktyce foki i lwy morskie są krewnymi psów, manaty - słoni, a wielorybom i delfinom najbliżej do hipopotamów. By przekonać się, jakie prawidłowości rządzą rozmiarami ssaków lądowych i morskich, porównano zapisane w bazach danych masy tysięcy osobników zarówno żyjących, jak i wymarłych gatunków. Analizę przeprowadzono w oparciu o modele opracowane we współpracy z Craigiem McClainem z Louisiana Universities Marine Consortium.
Okazało się, że ssaki lądowe, po przeniesieniu się do wody stosunkowo szybko ewoluowały i przybierały na wadze do około 1000 funtów (ok. 450 kg), przy czym proces ten przebiegał szybciej u mniejszych zwierząt, krewnych psa niż większych - krewnych hipopotama. To sugeruje, że w środowisku wodnym warto być większym, przynajmniej do pewnego poziomu. Wyjątkiem są tu wydry, ale autorzy pracy sądzą, że te zwierzęta zaczęły się przenosić do wody względnie niedawno i część ich gatunków większość czasu spędza jeszcze na lądzie.
Kluczowe znaczenie ma tu opracowanie drzewa rozwoju gatunków, które pomaga zrozumieć, jak są ze sobą spokrewnione, jaki czas mijał między wydarzeniami, które prowadziły do ich ewolucyjnego rozdziału - mówi pierwszy autor pracy, Will Gearty ze Stanford Earth. Takie drzewo pozwala nam tworzyć modele, które na podstawie danych dotyczących współczesnych organizmów, pozwoli ocenić rozmiary ciała ich przodków.
Autorzy podkreślają, że większe rozmiary pomagają zwierzętom utrzymać temperaturę ciała w chłodniejszej wodzie. Kiedy jesteś za mały, oddajesz ciepło do wody tak szybko, że nie jesteś w stanie zjeść tak dużo, by się ogrzać - tłumaczy Payne. Jednak przemiana materii wraz ze wzrostem wagi rośnie szybciej, niż zdolność zdobywania pożywienia, to sprawia, że masa ssaków wodnych jest też ograniczona od góry. Zwierzęta, jak maszyny, potrzebują energii, by działać. To wymaganie wprowadza silne ograniczenia tego, co mogą robić i jak duże mogą rosnąć - dodaje McClain. Zakres dostępnych rozmiarów ssaków morskich okazuje się w praktyce mniejszy niż w przypadku ssaków na lądzie. Autorzy pracy po raz pierwszy przedstawili potwierdzającą to statystykę i teorię, która to tłumaczy.
O ile wydry są wyjątkiem od reguły po dolnej stronie skali, gigantyczne fiszbinowce są na pierwszy rzut oka większe, niż być powinny. Decyduje o tym odmienny niż u innych waleni sposób ich odżywiania. To filtrowanie planktonu sprawia, że choćby płetwal błękitny może dorastać do 30 metrów długości i 190 ton wagi.
(mpw)