Dzisiejsze wieloryby są ogromne, ale dlaczego nie są hugerami?

Żyjemy w epoce gigantów. Może to zabrzmieć dziwnie, biorąc pod uwagę brak ogromnych dinozaurów lub gigantycznych leniwców ziemnych krążących wokół. Ale to prawda: płetwal błękitny, Balaenoptera musculus, jest największym zwierzęciem, jakie kiedykolwiek żyło, o długości ponad 100 stóp i wadze około 100 ton. I ten gigant nie jest jakimś pozostałością po starożytnej epoce.

powiązana zawartość

• Dlaczego wieloryby stały się tak ogromne?
• Jak duże może być zwierzę lądowe?

Dzisiejsze ogromne wieloryby są wynikiem stosunkowo niedawnego przyspieszenia ewolucyjnego wzrostu.

Łatwo jest uznać ogrom wielu wielorybów za coś oczywistego, ale z punktu widzenia naukowca zajmującego się ewolucją fakt, że ewoluowali oni tak ogromnie, wydaje się dość nieprawdopodobny. Nicholas Pyenson, kustosz kopalnych ssaków morskich w Smithsonian's National Museum of Natural History, od dziesięcioleci śledzi długi ogon ewolucji wielorybów, od pustyń pełnych kości po same morza.

Część historii w jego nowej książce „ Szpiegowanie wielorybów” dokumentuje, w jaki sposób dzisiejsi giganci oceaniczni stali się tak gigantyczni.

„Wieloryby mają historię geologiczną obejmującą ponad 50 milionów lat”, mówi Pyenson, „ale tak naprawdę nie osiągnęły rozmiarów tytanicznych aż do ostatnich kilku milionów lat”. To, co wiemy o historii kopalń wielorybów, sprawia, że ​​walenie przekraczają 200 000 funtów - tak jak dzisiaj płetwal błękitny, płetwiasty, dziobowy i prawy - względnie nowe. Jak to się stało?

Przede wszystkim nie jest tak, że tylko jedna linia wielorybów urosła w prosty sposób. „Z drzewa genealogicznego dużych wielorybów wiemy, że wiele różnych linii osiąga niezależnie ekstremalne rozmiary”, mówi Pyenson. Ale jest pewien wzorzec, kiedy te różnorodne wieloryby mają wielkie rozmiary. Niezwykle duże wieloryby ewoluowały w ciągu ostatnich 4, 5 miliona lat, co zbiegło się z odpływem i przepływem epok lodowcowych.

Warunki epoki lodowcowej były dobrodziejstwem dla karmiących wielorybów filtrami, co oznacza, że ​​nadejście epoki lodowcowej zwiastowało gwałtowny wzrost. „Zwiększenie poboru składników pokarmowych wzdłuż wybrzeży powoduje, że w cieplejszych porach roku hiperabunda jest ofiarą” - mówi Pyenson - „co widzimy dzisiaj u wybrzeży Alaski, Kalifornii lub Maine”. To nie tylko oferowało smorgasbord dla wielorybów, ale także dało wieloryby to powód do migracji na duże odległości, aby skorzystać z nagrody sezonowej. „Morza z epoki lodowcowej jeszcze większe wieloryby”.

Posłuchaj tego odcinka Sidedoor, podcastu Smithsona, który głęboko zanurza się w niegdyś agresywnie upolowanym i uważanym za prawie wymarłym, szarym wielorybie. Odbili się, aby stać się jednym z najliczniejszych gatunków wielorybów na północnym Pacyfiku. Co się zmieniło?

Gdy rosły, kości wieloryba stawały się coraz bardziej porowate. Oto zdjęcie z 1885 r. Przedstawiające w połowie obsadę Josepha Palmera i szkielet humbaka, wkrótce po zainstalowaniu go w Muzeum Narodowym (obecnie budynek Arts and Industries). (Smithsonian Institution Archives)

Poza zmianami morskimi, które miały miejsce podczas pliocenu i plejstocenu, specyfika życia w królestwie morskim pozwoliła niektórym wielorybom osiągnąć rozmiary niespotykane u zwierząt lądowych. „Zwierzęta w pełni wodne żyją w prawie neutralnie pływającym środowisku”, mówi anatom Joy Reidenberg z Mont Sinai, „więc ich waga jest nieistotna”. Dlatego wieloryb jest znacznie cięższy niż dinozaur tej samej wielkości; Supersaurus, szacowany na mniej więcej tę samą długość co największy płetwal błękitny, ważył mniej niż połowę. Właśnie dlatego wieloryby wyrzucane na brzeg szybko znajdują się w niebezpieczeństwie: na lądzie wieloryb wieloryba uszkadza mięśnie i uwalnia niebezpieczne ilości białka zwanego mioglobiną, które może powodować uszkodzenie nerek.

Nie oznacza to jednak, że anatomicznie wszystko idzie do oceanu. „Można sobie wyobrazić, że wieloryby mogą po prostu ewoluować bez ograniczeń, ” mówi Pyenson, „ale istnieje wiele faktów z ich życia, które stanowią ograniczenia biologiczne”.

Na początku, jak mówi Reidenberg, ssaki płazów, które poprzedziły dzisiejsze wieloryby, spędzały czas między brzegiem a płytką wodą. Potrzebowali gęstych kości, które mogłyby pełnić rolę balastu, aby utrzymać ich neutralną pływalność, a także utrzymać się na urlopie na lądzie.

Ponieważ wieloryby stały się bardziej wodne i osiągnęły ogromne rozmiary, wzór się odwrócił. Współczesne wieloryby, mówi Reidenberg, „mają porowate kości, które w połączeniu ze złogami tłuszczu sprawiają, że są lżejsze”. Pomaga to wielorybom w utrzymaniu się na powierzchni i oddychaniu powietrzem, a, jak zauważa Reidenberg, równowaga ciężkich i lekkich narządów wewnątrz wielorybów pozwala im aby zmienić ich pływalność poprzez rozszerzanie lub kurczenie się przestrzeni powietrznych w narządach, takich jak płuca i krtań. Kiedy wieloryby wydmuchują powietrze (i smarkają) z ich otworów, kontrolują swoją pływalność.

Te ostatnie ekstremalne adaptacje rodzą pytanie, w jaki sposób walenie mogą się dalej zmieniać. Czy największy wieloryb wszechczasów wciąż pływał w morzach, czy gigantyczne wieloryby mogą stać się jeszcze większe?

Myśl o jeszcze większych lewiatanach jest kusząca, ale istnieje kilka rzeczy, które uniemożliwiają wielorybom zwiększenie ich masy. Wieloryby oddychają powietrzem, podobnie jak ich płazi przodkowie w eocenie, czyniąc płuca kluczowym sprzętem dla zwierząt, które muszą radzić sobie z ogromnymi różnicami w ciśnieniu w oceanach. Ale Pyenson zauważa, że ​​istnieją ograniczenia w tym, jak skutecznie układ oddechowy może dostarczać wystarczającą ilość tlenu do coraz większych ciał „i może to być jeden z powodów, dla których w oceanach nie ma dziś, powiedzmy, 300-metrowych wielorybów”.

W grę wchodzi także fizyka życia wodnego. Wieloryby mają usprawnione ciała, aby pomóc zmniejszyć opór (siła, która opiera się ruchowi wieloryba przez wodę), ale nie ma sposobu, aby go całkowicie wyeliminować. A metody karmienia największych wielorybów - wypijanie ogromnych kęsów małych kęsów z wody - działają tylko wtedy, gdy wieloryby są w stanie pokonać ten problem, dosłownie przeciągając szczęki przez wodę.

Badanie z 2012 r. Dotyczące tego zachowania żywieniowego wykazało, że poza długości 110 stóp wieloryby baleen nie byłyby w stanie pokonać przeciągu, aby zamknąć usta wystarczająco szybko, aby schwytać uciekającą ofiarę. „Największe wieloryby, jakie kiedykolwiek mierzono, na wysokości 109 stóp, przekraczają teoretyczną granicę największych wielorybów karmiących łyk, jakie mogą istnieć.” Innymi słowy, wieloryby prawdopodobnie nie będą w stanie stać się znacznie większe bez przeglądu sposobu, w jaki największa karma dla gatunków.

Szpiegowanie wielorybów: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość najbardziej niesamowitych stworzeń na Ziemi

Zanurz się w tajne życie wielorybów, od ich ewolucyjnej przeszłości po dzisiejszą najnowocześniejszą naukę.

Kupować

Historia ludzkości również odegrała pewną rolę. „Wielorybnictwo przemysłowe spowodowało kolejną selektywną presję na populacje wielorybów”, mówi Reidenberg. Dodaje, że zarówno nowocześni, jak i historyczni wielorybnicy regularnie celowali w największe wieloryby, jakie mogli znaleźć, co oznacza, że ​​„mniejsze wieloryby, które mogłyby rozmnażać się w mniejszych rozmiarach, zostały sztucznie wybrane [do]”. Polowanie na wieloryby mogło skurczyć populacje wielorybów, którym udało się przetrwać, a dla gatunków wolno rozmnażających się, nawet ograniczone wielorybnictwo może nadal mieć dramatyczne skutki.

To, co przyniesie przyszłość wielorybom, a więc - podobnie jak w przypadku tak dużej części naszej planety - zależy w bardzo dużym stopniu od tego, jak nasz gatunek zdecyduje się działać.

Życie na Ziemi boryka się z poważnym kryzysem wyginięcia, a, jak zauważa Pyenson, badania nad czynnikami ryzyka wyginięcia u ssaków często wskazują na dużą wielkość ciała jako odpowiedzialność. Dotyczy to zarówno wielorybów, jak i słoni i dawno zaginionych gatunków, takich jak wombaty wielkości małych samochodów. Na przykład prawy wieloryb północnoatlantycki osiąga ponad 50 stóp długości i jest jednym z najbardziej zagrożonych waleni na świecie.

Nie wiadomo, jak to będzie wyglądało w przypadku innych wielorybów, ale Pyenson zauważa, że ​​istnieje wiele zagrożeń poza wielorybnictwem. „Setki tysięcy giną z powodu zaplątania się w sieci, przyłowu ryb, zatrucia z powodu zanieczyszczenia lub strajku statku”, mówi Pyenson, nie wspominając o nieprzyzwoitych poziomach zanieczyszczenia mikroplastycznego w oceanach. Pyenson mówi, że ogromna ilość plastikowych śmieci wpływa na zdrowie wielorybów karmiących filtry, a to niepokojące, gdy naukowcy próbują pokonać wymieranie.

Niektórym gigantom udało się odbić, na przykład humbaki i szare wieloryby Zachodniego Wybrzeża. Jednak zagrożenia, z którymi boryka się wiele waleni - od maleńkiego, wysoce zagrożonego vaquity po samego płetwala błękitnego - wymagają, by naukowcy przekopali skamieniałe podwórza i przesiewali morza, aby lepiej zrozumieć, jak ratować walenie w niestabilnych oceanach. Skamieliny pokazały, kiedy wieloryby urosły, a biologia ujawniła, w jaki sposób ustanowiły górną granicę wielkości zwierząt, ale fantastyczne wieloryby z przyszłych mórz będą istnieć tylko wtedy, gdy spróbujemy je uratować.