Якщо кити вже такі великі - бо кити дійсно дуже великі - чому вони не можуть бути ще більшими? Коротка відповідь: адже у світі не так багато їжі, яка могла б підтримати живих істот ще більшими.

Тридцять метрів завдовжки і вагою понад 100 тонн, сині кити - наймогутніші тварини на Землі. Інші кити теж не маленькі - косатки, наприклад, більші за більшість наземних тварин, - але все, крім блакитного кита, включаючи зубних китів, здається, є маленькою дитиною, яка грає в пил у м’яч. Що розділяє дві різні вагові групи китоподібних, силосні живці та зубні коржі? І якщо блакитні кити ростуть настільки гаргантюайраї, що перешкода для них стає ще більшою?

"Сині кити та бурштинові кити - це не просто" великі ", - говорить Ніколас Пенсон, куратор колишньої виставки морських ссавців у Національному природознавчому музеї Смітсонівського інституту (США), але вони є одними з найбільших тварин, коли-небудь сформованих . Вони конкурують з найпродуктивнішими динозаврами, а іноді навіть ширяють над ними. Це досить приємна робота. Але якщо ви біжите стільки, чому вони не ростуть ще більше? "

вчені

Синій кит, що відпочиває на поверхні Джерело: NurPhoto/Tharaka Basnayaka/NurPhoto/Tharaka Basnayaka

Біологи протягом століття були зайняті питанням про те, що взагалі обмежує розмір тварин, сказав Пенсон. Оскільки сучасні істоти Землі, що рекордно великі, проводять більшу частину свого часу в глибинах океану, де важко точно відстежити їх поведінку, фактори, що визначають їх розмір, досі були найбільш здогадані. Зараз, однак, міжнародна дослідницька група під керівництвом П'єнсона та Джеремі Голдбогена, біолога зі Стенфордського університету, записала дані про сотні вільно рухаються та годуючих китоподібних, дозволяючи їм визначити, скільки енергії китоподібні різних розмірів вкладають у споживання їжі та як багато чистих калорій від нього. Їх результати, опубліковані в останньому випуску Science, показують, що розмір усіх видів китоподібних обмежений наявністю здобичі, але лише кити, що харчуються фільтром, включаючи синіх китів, розробили стратегію харчування, яка найкраще відновлює енергію на Земля.

Підготовлене серце блакитного кита Джерело: dpa Picture-Alliance/AFP/Bernd Settnik

Збір даних - заслуга понад двох десятків вчених, які шукали та мітили особин китоподібних будь-яких розмірів - від півтораметрового коричневого дельфіна до гігантського блакитного кита. Тимчасово закріплені багатофункціональні датчики з присосками використовувались для моніторингу підводної активності тварин. Вони, стирчавши з свого човна довгим вудилищем, піднялися по спинах китоподібних, коли тільки вийшли на поверхню. Таким чином, застосовувані високотехнологічні датчики використовували акселерометр і манометр, а також камеру та підводний мікрофон, щоб передавати кожну крихітну деталь діяльності тварин, коли вони були занурені в їжу. Вчені також змогли оцінити кількість здобичі біля всіх китоподібних, за якими слідували ознаки сонару в навколишніх водах та вміст шлунку раніше виловлених китів.

Група проаналізувала дані понад 10000 харчових подій від Гренландії до Антарктиди та використала їх для розрахунку енергетичних витрат та доходу від їжі для кожної людини. "Енергія є основною валютою для всіх форм життя, і нам було цікаво, як розвивається баланс між споживанням та використанням енергії у китоподібних різних розмірів тіла та харчових стратегій", - пояснив Гольдбоген. "Співвідношення двох кількостей показує харчову ефективність китоподібних, звідки ми можемо зробити висновок, чому види китоподібних відрізняються за розмірами, а чому великі навіть не більші".

Ще один гігант - горбатий кит (Megaptera novaeangliae) зі своїм теликом Джерело: Biosphoto/Gabriel Barathieu/Biosphoto/Gabriel Barathieu

Дослідники виявили, що взаємозв'язок між розмірами тіла та відновленням енергії залежить від харчової стратегії, яку дана група китоподібних розробила під час еволюції. Деякі кити харчуються, фільтруючи воду в океані таким чином, що під час плавання цілі зграї крихітних видобувних тварин вливаються в їхні пащі, тоді як зубочистки по черзі скидають свою здобич. Сині кити, горбаті кити та інші відфільтровані годівниці вистилають рот силосом - тонкими, гнучкими пластинками, які відфільтровують свою невелику здобич, переважно крабів, з океанської води. Пропливаючи водами, наповненими крихітними здобичами, вони майже завжди отримують більше калорій, ніж вкладають, читають дослідники з даних. Величезні розміри тіла не є перешкодою для китів, що харчуються відфільтрованим харчуванням: найбільші у дослідженні види - сині кити, горбаті та рябчики, відповідно, закривали свій раціон з кращим енергетичним балансом, ніж будь-який інший китоподібний.

Зубочистки, навпаки, орієнтують свою здобич за допомогою ехолокації і скидають одну здобич під час годування. Їм також доводиться плавати глибше, ніж відфільтровані годівниці, щоб зловити рясну і велику здобич - більш міцну рибу та глибоководних кальмарів. Не так багато інших теплокровних хижаків, що заходять у глибину океану, де полюють зубочистки. "На глибині 300 метрів немає нічого, окрім кальмарів, які ви можете з'їсти", - зазначив П'єнсон. Однак за кальмарами потрібно гнатися, що, як показують дані, споживає багато енергії, особливо для найбільших зубних китів ". буквально не здатні їсти достатньо, щоб занурення енергетично окупилося, тому що їм потрібно вийти на поверхню, щоб дихати повітрям, - зазначив дослідник, - вони не отримали стільки здобичі, скільки їм довелося б покрити енергетичні витрати потрапити туди ".

Один з найбільших компонентів океанічного зоопланктону, криль (Euphausia sp.) Джерело: Wikimedia Commons

Бурштинові китоподібні, які досягають довжини тіла майже 20 метрів, є не тільки найбільшим із зубів китоподібних, що живуть сьогодні, але вони також перевершують за своїми розмірами всіх своїх вимерлих предків. Виходячи з коефіцієнтів рекуперації енергії, розрахованих для зубчастих китоподібних різних розмірів тіла, "сьогоднішні бурштинові китоподібні облягають межі біології", - підкреслив П'єнсон. Розрахунки групи показують, що навіть якщо вони були трохи більшими, бурштинові китоподібні вже не могли споживати достатньо своїх В океані просто не так багато кальмарів, як би взяли на бурштинових китів більше, ніж сьогодні.

Розмір відфільтрованих китів не обмежується кількістю доступної здобичі, як і кількістю зубчастих китів. Крихітні ракоподібні, якими вони харчуються, ростуть у невичерпному достатку в океані - однак криль завжди розмножується лише короткий час, у різний час у різних частинах морів світу. Отже, розмір сьогоднішніх гігантів в океанах може в кінцевому рахунку бути обмежений тим фактом, що їх здобич, хоча й численна, доступна лише сезонно, підсумовують Гольдбоген та П'єнсон.

Скелет 25,2-метрового блакитного кита в Музеї природознавства в Лондоні Джерело: AFP/Толга Акмен

"Найсильніші силосні китоподібні повинні використовувати енергію відходів криля протягом деяких найбільш родючих літніх місяців високих широт", - пояснив Гольдбоген. - Високоефективна фільтрована стратегія годівлі дозволяє цим китам накопичувати значні запаси жиру, з яких вони потім можуть покрити свою міграцію в океанські басейни в нижчих широтах. Спаровування відбувається в цих районах, де продовольство є набагато біднішим ".

Дослідження підкреслює, як мінливі позиції займають китоподібні у власній екосистемі. "Це викликає роздуми, наскільки небезпечно танцювати, як кит, на цьому краю енергетичного клинка", - зазначив Пенсон, додавши, що зміна клімату, надмірний вилов та інші загрози для океанів погіршують ситуацію. "Уявіть, що ми сині кити і наш "Тільки здобич." Тепер, якщо трапиться що-небудь, що знижує популяцію криля, ми опиняємося в еволюційному глухому куті, тому що не можемо їсти достатньо, щоб утримати себе ", - підкреслив дослідник. - Тож у нас є вагомі підстави спробувати краще зрозуміти китів та їх здобич ". відносини хижак-здобич між

Гігантські розміри та величезний апетит, що виникають із цим, є еволюційною новинкою в історії китів. У ході дослідження 2017 року П’єнсон, Гольдбоген та його колеги виявили, що предки сучасних китів досягли відносно стриманих розмірів до 5 мільйонів років тому, коли вони еволюціонували, щоб мати змогу скористатися перевагами багатих, але розкиданих джерел їжі. У будь-якому випадку, на думку авторів, самі різні гіганти, які били по Землі 100 мільйонів років тому, мабуть, не змогли вирости ще більшими з подібних причин, тобто через обмежену доступність їжі. "Ми не знаємо точно, скільки руйнували зграї динозаврів зауроподів у критських лісах, але їх, мабуть, ретельно пережовували на таррі", - сказав Пенсон.