Мы живем в эпоху гигантов. Это может звучать странно, учитывая отсутствие огромных динозавров или гигантских наземных ленивцев. Но это правда: синий кит, Balaenoptera musculus, является самым крупным животным, которое когда-либо существовало, оно растянулось на 100 футов в длину и весило около 100 тонн. И этот гигант не пережиток древней эпохи.
Связанный контент
- Почему киты стали такими массивными?
- Насколько большой может получить наземное животное?
Сегодняшние огромные киты являются результатом относительно недавнего эволюционного всплеска роста.
Легко принять бесценность многих китов как само собой разумеющееся, но с точки зрения ученого-эволюциониста тот факт, что они превратились в столь гигантских, кажется довольно маловероятным. Николас Пенсон, куратор ископаемых морских млекопитающих в Национальном музее естественной истории Смитсоновского института, в течение десятилетий отслеживал длинный хвост эволюции китов, от пустынь, полных костей, до самих морей.
Часть истории в его новой книге « Подглядывание за китами» рассказывает о том, как современные океанские гиганты стали такими же гигантскими.
«У китов геологическая история насчитывает более 50 миллионов лет, - говорит Пенсон, - но они действительно не достигли титановых размеров до последних нескольких миллионов лет». То, что мы знаем о предыстории китов, делает китообразных более 200 000 фунтов - как сегодня синий, плавник, носовой и правый киты - относительно новые. Так как это случилось?
Прежде всего, это не так, как если бы одна линия китов стала крупной в прямом смысле. «Из семейного древа больших китов мы знаем, что многие разные линии независимо достигают экстремальных размеров», - говорит Пенсон. Но есть закономерность, когда эти различные киты стали слишком крупными. За последние 4, 5 миллиона лет эволюционировали чрезвычайно крупные киты, совпадающие с приливом и отливом ледниковых периодов.
Условия ледникового периода были благом для кормящихся на фильтрах китов, а это означало, что наступление ледникового периода в целом ознаменовало всплеск роста. «Повышение питательных стоков вдоль берегов делает излишнюю добычу в теплое время года, - говорит Пинсон, - это то, что мы наблюдаем сегодня на Аляске, в Калифорнии или в штате Мэн». Это не только предложило шведский стол для китов, но и дало Киты - причина мигрировать на большие расстояния, чтобы воспользоваться сезонной щедростью. «Моря ледникового периода сделали больших китов еще больше».
Послушайте этот эпизод «Sidedoor», смитсоновский подкаст, который глубоко погрузился в когда-то агрессивно охотившегося и считавшегося почти вымершим серого кита. Они восстановились, чтобы стать одним из самых распространенных видов китов в северной части Тихого океана. Что изменилось?
По мере того как они увеличивались в размерах, кости китов становились все более пористыми. Здесь изображение 1885 года полуслиток и скелета горбатого кита Джозефа Палмера, вскоре после того, как оно было установлено в Национальном музее (сейчас это здание искусств и промышленности). (Архив Смитсоновского института) Помимо морских изменений, произошедших во время плиоцена и плейстоцена, особенности жизни в морском царстве позволили некоторым китам достичь размеров, неслыханных для наземных животных. «Полностью водные животные живут в почти нейтральной плавучей среде, - говорит анатом Мон-Синай Джой Рейденберг, - поэтому их вес не имеет значения». Вот почему кит гораздо тяжелее динозавра того же размера; Суперсавр, длина которого примерно равна длине самого крупного синего кита, весил менее чем вдвое меньше. Вот почему киты, находящиеся на берегу, быстро оказываются в опасности: на суше масса кита повреждает их мышцы и выделяет опасное количество белка, называемого миоглобином, который может привести к отказу их почек.
Тем не менее, это не значит, что анатомически все происходит в океане. «Вы можете себе представить, что киты могут просто эволюционировать без ограничений в больших и больших размерах, - говорит Пайенсон, - но многие факты их жизни действительно представляют биологические ограничения».
По словам Райденберга, рано, земноводные млекопитающие, которые предшествовали современным китам, проводили время между берегом и мелководьем. Они нуждались в плотных костях, чтобы действовать в качестве балласта, чтобы помочь им сохранять нейтральную плавучесть, а также поддерживать себя во время выхода на берег.
Однако когда киты стали более водными и достигли огромных размеров, картина изменилась. Современные киты, говорит Рейденберг, «имеют пористые кости, которые в сочетании с отложениями жира делают их легче». Это помогает китам оставаться на поверхности и дышать воздухом, и, как указывает Рейденберг, баланс тяжелых и легких органов внутри китов позволяет им изменить их плавучесть, расширяя или сжимая воздушные пространства в органах, таких как легкие и гортань. Когда киты выпускают воздух (и сопли) из своих отверстий, они контролируют свою плавучесть.
Эти недавние крайние изменения ставят вопрос о том, как китообразные могут продолжать изменяться. Могут ли гигантские киты стать еще крупнее, если бы крупнейший кит всех времен все еще плавал в море сегодня?
Хотя думать о еще больших левиафанах мучительно, есть несколько вещей, которые мешают китам быть более массивными. Киты дышат воздухом, точно так же, как их амфибии предки вернулись в эоцене, что делает их легкие критическим оборудованием для животных, которые сталкиваются с огромными различиями в давлении океана. Но есть пределы тому, насколько эффективно дыхательные системы могут обеспечить достаточное количество кислорода для больших и больших тел, отмечает Пенсон, «и это может быть одной из причин того, что сегодня в океанах нет, скажем, 300-футовых китов».
В игру вступает и физика водной жизни. Киты обтекают тела, чтобы помочь уменьшить сопротивление (сила, которая сопротивляется движению кита через воду), но нет никакого способа полностью устранить это. А методы кормления самых крупных китов - глотание огромных глотков мелких кусочков из воды - работают только в том случае, если киты способны преодолеть эту проблему, буквально таща свои челюсти через воду.
Исследование этого кормления, проведенное в 2012 году, показало, что помимо длины 110 футов усатые киты не смогут преодолеть сопротивление, чтобы достаточно быстро закрыть рот, чтобы поймать убегающую добычу. «Самые большие из когда-либо измеренных китов, на 109 футах, раздвигают теоретический предел для самых больших китов, питающихся глотком, которые могут существовать». Другими словами, киты, вероятно, не смогут стать намного больше без пересмотра пути Крупнейший вид корма.
Следите за китами: прошлое, настоящее и будущее самых удивительных существ Земли
Погрузитесь в тайную жизнь китов, от их эволюционного прошлого до современных научных достижений.
купитьЧеловеческая история тоже сыграла свою роль. «Промышленный китобойный промысел добавил еще одно избирательное давление на популяции китов», - говорит Рейденберг. Он добавляет, что как современные, так и исторические китобойные промыслы регулярно предназначались для самых крупных китов, которых они могли найти, что означает, что «меньшие киты, которые могли размножаться в меньшем размере, были искусственно отобраны [для]». Охотящиеся киты, возможно, сократили популяции китов, которым удалось выжить, и для медленно размножающихся видов даже ограниченный китобойный промысел может иметь драматические последствия.
То, что ждет в будущем китов, как и большая часть нашей планеты, во многом зависит от того, как наш вид решит действовать.
Жизнь на Земле сталкивается с серьезным кризисом вымирания, и, как подчеркивает Пайенсон, исследования факторов риска вымирания у млекопитающих часто указывают на большой размер тела в качестве обязательства. Это относится как к китам, так и к слонам и давно потерянным видам, таким как вомбаты размером с маленький автомобиль. Например, североатлантический правый кит достигает в длину более 50 футов и является одним из самых уязвимых китообразных на планете.
Как это отразится на других китах, неизвестно, но Пенсон отмечает, что помимо китобойного промысла существует множество рисков. «Сотни тысяч людей умирают от запутанных сетей, прилова рыбы, отравления от загрязнения или от удара судна», - говорит Пенсон, не говоря уже о непристойных уровнях микропластического загрязнения в океанах. Пайенсон говорит, что огромное количество пластикового мусора влияет на здоровье китов, питающихся фильтрами, неизвестно, и это вызывает беспокойство, поскольку исследователи пытаются победить исчезновение.
Некоторым гигантам удалось отскочить назад, таким как горбатые серые киты и западное побережье. Но угрозы, с которыми сталкиваются многие китообразные - от крошечной высокоопасной вакиты до самого синего кита - требуют, чтобы исследователи копали окаменевшие кучи, а также просеивали моря, чтобы лучше понять, как спасти китообразных в нестабильных океанах. Окаменелости показали, когда киты стали большими, и биология показала, как они установили верхний предел для размера животных, но фантастические киты будущих морей будут существовать, только если мы попытаемся спасти их сейчас.
