Miért pont ekkorák a bálnák?

A bálnák láttán könnyen hihetnénk, hogy a vízben akármekkorára nőhet egy emlős. Pedig a vízi emlősök se sokkal kisebbek, se sokkal nagyobbak nem lehetnének.

Aki látott már kisebb szigetnyi bálnát méltóságteljesen a vízfelszínre bukkanni, vagy terebélyes elefántfókákat a parton heverészni, az könnyen gondolhatja azt, hogy a vízi környezet szinte korlátlan méretlehetőségeket tartogat az emlős testfelépítés számára. A Stanford Egyetem kutatóinak számításai szerint azonban ez nem igaz: a víz mint élőhely valójában szorosabb korlátok közé szorítja az emlősök lehetséges testméretét, mint a szárazföld. Ezzel a Stanford tudósai rácáfolnak azokra a korábbi elméletekre, amelyek azt sugallták, hogy a testméret szabadabban változhat a vízben, hiszen korlátlan mennyiségű tér áll rendelkezésre, és az állatok lebeghetnek ahelyett, hogy a lábaikon kellene elhordaniuk a tömegüket.

A Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban megjelent új kalkuláció ezzel szemben arra mutat rá, hogy

a vízi emlősök méretét alulról a hő megtartásának képessége, felülről a túléléshez elegendő táplálék megszerzésének lehetősége korlátozza.

„Sokan tekintettek úgy az emlősök vízbe költözésére, mint ami felszabadító volt a testméret szempontjából, mi viszont azt látjuk, hogy valójában szűkítette az opciókat – mondta el Jonathan Payne, a Stanford Föld-, Energia- és Környezettani Tanszékének geológusa és a cikk társszerzője. – Nem úgy van, hogy a vízben, ha tetszik, az emlős nőhet akár nagyra is, hanem úgy, hogy ha vízben élsz és emlős vagy, muszáj nagyra nőnöd, mert nincs más választásod."

Forrás: Origo

Kell egy törzsfa

Bár a vízi emlősök különböző csoportjai a sajátos környezethez való alkalmazkodás következtében hasonló, elnyúlt testalakot vettek fel, evolúciós értelemben nem közeli rokonai egymásnak. Míg a fókák mint ragadozók a kutyákkal állnak szorosabb rokoni kapcsolatban, a tengeritehenek az ormányosok és a szirtiborzfélék unokatestvérei, a bálnák és a delfinek pedig a vízilovakkal és egyéb patásokkal osztoznak közös ősökön.

Annak megértéséhez, hogy a szárazföldi emlősök e különböző csoportjai hogyan öltötték fel jellegzetes testalkatukat, mikor vízi életmódra tértek, Payne és munkatársai először is 3859 ma is élő és 2999 kihalt emlősfaj testtömeg-adatait gyűjtötték egybe. Kutatásuk így a mai emlősök 70 és az egyszervolt emlősök 25 százalékát fedi le. Az adatok elemzéséhez ezután a Louisianai Egyetemek Tengeri Konzorciumának dolgozó Craig McClain által kifejlesztett modelleket alkalmazták.

Az elemzés rámutatott, hogy amint a szárazföldi emlősök a vízbe költöztek, evolúciójuk gyors ütemben terelte őket új és jól behatárolható méretük – nagyjából a 450 kg-os testtömeg – felé. Ehhez a kisebb ősök, például a kutyaféle ragadozók leszármazottainak nyilván többet kellett növekedniük, mint az eleve nagyobb tömegről induló vízilószerű patásoknak. A szerzők észrevételezik, hogy a vízbe evolúciós léptékben mérve csak újonnan költözött vidrák nem követik ezt a trendet, talán mert sok vidrafaj életének jelentős részét még ma is a szárazföldön éli le.

Kulcsfontosságú, hogy rendelkezzünk egy leszármazási fával, ami leírja fajok egymáshoz képesti rokonsági viszonyait, és megadja az egyes evolúciós elágazási események közt eltelt időt

– emelte ki a cikket jegyző Will Gearty, a Stanford földtani tanszékének doktorandusz hallgatója. – Az ősök leszármazását tükröző törzsfa alapján tudunk aztán – a modern fajok adataiból kiindulva – az ősök testméreteit megbecslő modelleket építeni, és megvizsgálni, hogy milyen evolúciós útvonalak magyarázzák a legjobban a ma tapasztalt mintázatot."

Forrás: Wikimedia Commons

Testméret és táplálkozás

A csoport úgy érvel, hogy a nagyobb testméret segít az emlősöknek megőrizni a testhőmérsékletüket egy náluk állandóan hidegebb közegben. „Ha nagyon kicsi vagy, nagyon gyorsan veszíted a hőt a vízben, és lehetetlen annyit enned, hogy lépést tarts ezzel" – magyarázza Payne. Másfelől viszont – folytatják a kutatók – a test energiaigénye nagyobb arányban nő a mérettel, mint a megszerezhető táplálék mennyisége, ami felülről korlátozza be a vízi emlősök által elérhető méretet. „Végső soron az emlősök is csak energiával hajtott gépek. Az energiaszükséglet erősen korlátozza, mit tehet és mekkorára nőhet egy állat" – fogalmazott McClain, aki szintén közreműködött a cikk írásában.

Valójában az emlősök számára elérhető méretek skálája az óceánban ezért kisebb, mint a szárazföldön

– foglalta össze Payne. – Munkánkban az újdonság az, hogy ezt statisztikailag igazoljuk, és elmélettel is magyarázzuk."

Ahogy a vidrák a méretskála alsó végén képeznek kivételt, úgy lógnak ki a sziláscetek felfelé a szórásból. Ezt azért tehetik meg, mert a fogasceteknél jóval kevesebb energiát fordítanak a táplálékszerzésre: ahelyett, hogy aktívan üldöznék prédájukat, egyszerűen csak úszkálva kiszűrik a táplálékot a vízből. Így sokkal hatékonyabban működnek, és nagyobbra is nőhetnek, mint fogas társaik.

A legtermetesebb fogascetek, az ámbráscetek hímjei átlagosan 16, legfeljebb 20.5 méter hosszúak, míg a sziláscetek óriása, a kék bálna maximálisan 34 méteres testhosszával és 190 tonnás testtömegével a legnagyobb ma élő földi teremtmény.

„Az ámbráscet valahol a tetején van annak a mérettartománynak, amit egy fogascet további alkalmazkodás nélkül elérhet – teszi hozzá Gearty. – Sziláscet méretűre csak akkor nőhet egy bálna, ha teljesen más táplálkozási módra tér át."