Размер имеет значение: как размер ископаемых морских млекопитающих помогает оценить продуктивность древних океанов
Информация об истории экосистем Земли важна для понимания её современного состояния, особенно в контексте климата. Океаны играют ключевую роль, а скорость, с которой морские первичные продуценты участвуют в углеродном цикле, зависит от многих факторов. Измерить первичную продуктивность в геологическом прошлом напрямую сложно, но можно косвенно — по организмам-первичным потребителям, которые питаются фитопланктоном, водорослями и другими продуцентами.
Высокое обилие фильтрующих организмов-потребителей указывает на богатую кормовую базу. Крупные первичные потребители, такие как усатые киты, компенсируют малочисленность размером: один синий кит потребляет планктона как тысячи мелких рыб.
Новое исследование в Biology Letters (Николас Д. Пайенсон и Гиерат Вермей) использовало эволюцию крупных размеров тела у морских млекопитающих как показатель доступной первичной продукции в пелагической зоне океана в кайнозое.
Изученные группы:
- Крупные морские травоядные млекопитающие (сирены и десмостилии). Сирены (дюгони, ламантины) появились в эоцене. Десмостилии — полностью вымершая группа (поздний олигоцен — поздний миоцен). Обе группы в основном травоядные.
- Крупные фильтрующие киты (парвотряд Mysticeti, усатые киты), чья диета основана на фильтрации первичных продуцентов в открытом океане.
Ключевые выводы:
- Сирены и десмостилии никогда не достигали размеров усатых китов, и их размеры в целом стабильны.
- Географически травоядные млекопитающие в северной части Тихого океана крупнее, чем в северной части Атлантического океана. Это совпадает с появлением и распространением в Тихом океане крупных, быстрорастущих бурых водорослей (kelps), которые стали основой питания. Атлантические сирены питаются в основном морскими травами, которые растут медленнее.
- Размеры усатых китов оставались в относительно узком и стабильном диапазоне с момента их появления до плио-плейстоцена. Затем их размер резко увеличился, что привело к появлению современных гигантских видов.
Общий вывод: Наблюдаемые паттерны размеров указывают на значительный рост первичной продуктивности в неогене. Этот результат согласуется с исследованиями морских беспозвоночных и геологическими данными: тектонические сдвиги в неогене привели к усиленной эрозии и поступлению питательных веществ в океан, что стимулировало продуктивность.