Почему водные млекопитающие должны быть большими, но не слишком большими
Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что рост млекопитающих в воде более ограничен, чем на суше, что противоречит прежним теориям. Результаты опубликованы 26 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Конвергенция к оптимальному размеру
Исследователи проанализировали массу тела 3 859 современных и 2 999 ископаемых видов млекопитающих. Анализ показал, что после перехода в водную среду разные группы наземных животных (родственники собак, слонов, бегемотов) быстро эволюционируют, конвергируя к оптимальному весу около 1000 фунтов. Меньшие предки увеличивались в размерах сильнее, чем более крупные.
«Ключ — наличие филогенетического дерева, чтобы понять, как виды связаны между собой», — пояснил ведущий автор Уилл Герти.
Два главных ограничения
Размер водных млекопитающих ограничен с двух сторон:
- Снизу — необходимостью сохранять тепло в воде, температура которой ниже температуры тела.
- Сверху — трудностями с получением достаточного количества пищи, так как метаболизм растет с размером быстрее, чем способность добывать еду.
«Когда вы очень малы, вы теряете тепло в воду так быстро, что невозможно съесть достаточно пищи, чтобы успевать», — отметил соавтор Джонатан Пейн.
Исключения из правил
- Выдры — не следуют общей тенденции, возможно, из-за недавнего перехода к водному образу жизни и связи с сушей.
- Усатые киты — преодолевают верхний предел благодаря фильтрующему типу питания, который требует меньше энергии, чем активная охота зубатых китов.
«Кажется, кашалот — это максимальный размер, которого можно достичь без новой адаптации. Единственный способ стать таким же большим, как усатый кит, — полностью изменить способ питания», — заявил Герти.
Исследование предлагает объяснение размеров водных млекопитающих на основе фундаментальных принципов физики и химии.