Strategia de hrănire influențează puternic capacitatea lor de dimensiune, dar toate balenele depind de resursele oceanice bogate pentru a fi mari

Cu o lungime de 100 de picioare și o greutate de peste 100 de tone, balenele albastre sunt cele mai mari creaturi care au evoluat pe planetă. Alte balene, precum balenele ucigașe, sunt mai mari decât majoritatea animalelor terestre, dar palide în comparație cu mărimea balenelor albastre. Ce diferențiază aceste două clase de greutate ale balenelor? Și ce împiedică cele mai mari balene să crească și mai mari?

bordurează

„Balenele albastre și cachalotii nu sunt doar mari”, a spus Nicholas Pyenson, curator de mamifere marine fosile la Muzeul Național de Istorie Naturală al Smithsonianului. "Sunt printre cele mai mari animale care au evoluat vreodată. Ele rivalizează și, în unele cazuri, depășesc cei mai grei dinozauri. E destul de spectaculos. Dar de ce nu sunt mai mari?"

Pyenson a spus că biologii s-au întrebat timp de un secol ce limitează mărimea animalelor. Deoarece cele mai mari creaturi vii ale planetei își petrec cea mai mare parte a timpului sub suprafața oceanului, unde comportamentul lor este dificil de monitorizat, ideile despre ce influențe și limitele lor de mărime au fost în mare parte speculative. Dar acum o echipă internațională de oameni de știință, condusă de biologul Universității Stanford, Jeremy Goldbogen, împreună cu Pyenson, a colectat date de la sute de balene hrănitoare, permițându-le să determine cât de multă energie investesc speciile de diferite dimensiuni pentru a-și captura prada și care dintre aceste specii culeg cele mai mari recompense pentru eforturile lor. Descoperirile lor, raportate online în dec. 12 din revista Science, dezvăluie că dimensiunea corpului la toate balenele este limitată de disponibilitatea prăzii lor, dar numai balenele care se hrănesc cu filtru au dezvoltat o strategie de hrănire care îi recompensează și îi determină să atingă cele mai mari dimensiuni ale corpului care au evoluat vreodată pe Pământ.

Pentru a culege date pentru studiul lor, echipa de peste două duzini de oameni de știință a căutat și etichetat balene, foceni și delfini de diferite dimensiuni - de la marsopi portuare de 5 metri lungime până la balene albastre gigantice. Pentru a urmări activitățile subacvatice ale animalelor, echipa a folosit etichete multi-senzor pe care le-au fixat temporar prin ventuze, ajungând de pe bărci cu stâlpi lungi pentru a le lipi pe spatele animalelor. Odată la locul lor, accelerometrele, senzorii de presiune, camerele și hidrofoanele din aceste dispozitive de înaltă tehnologie au raportat mișcările animalelor în timp ce se scufundau pentru a se hrăni. Folosind dispozitive sonare în apele înconjurătoare și înregistrări anterioare de pradă în stomacurile de balenă, oamenii de știință au estimat, de asemenea, densitatea prăzii în vecinătatea fiecărui prădător marcat.

Echipa a analizat date de la peste 10.000 de evenimente de hrănire în apele din Groenlanda până în Antarctica. Aceștia au folosit aceste date pentru a calcula costurile energetice, beneficiile și plățile totale ale hrănirii pentru fiecare balenă.

"Energia este o monedă cheie pentru toată viața și am vrut să știm cum se compară câștigul de energie cu consumul de energie în alimentarea balenelor cu diferite dimensiuni ale corpului și strategii de hrănire", a spus Goldbogen. "Raportul dintre câștigul de energie și consumul de energie dezvăluie eficiența hrănirii unei balene și care oferă indicii de ce diferitele balene sunt mari și de ce nu sunt mai mari."

Relația dintre dimensiunea corpului și recompensa energetică, au descoperit ei, depindea de strategia de hrănire pe care o balenă a evoluat să o folosească - dacă o balenă era un alimentator de filtru care înghite școlile de pradă și le strecoară din apa oceanului în gură sau, în schimb, un vânător dințat care prinde prada individual.

Balenele albastre, cocoșele și alte balene care se hrănesc cu filtru folosesc baleen - rânduri de plăci flexibile asemănătoare părului în gură - pentru a strecura krilul și alte pradă mici din apa oceanului. Ei caută pete dense de pradă și aproape întotdeauna, conform datelor arătate, consumă mai multe calorii decât consumă atunci când se hrănesc. Pentru balenele cu hrănire prin filtrare, dimensiunile mari nu sunt un impediment pentru hrănire: balenele albastre, balenele cu cocoș și balenele cu cocoașă, cele mai mari balene din acest studiu, au obținut recompense mai mari de energie în timpul evenimentelor de hrănire decât orice altă balenă din studiu.

Balenele dințate, în schimb, folosesc ecolocația pentru a hrăni și sunt limitate la hrănirea cu o singură țintă de pradă la un moment dat. De asemenea, trebuie să se scufunde mai adânc decât alte balene pentru a găsi cea mai mare și cea mai abundentă pradă, cum ar fi calmarul de mare adâncime și peștii. Puțini alți prădători cu sânge cald pot accesa părțile oceanului în care se alimentează balenele mari dințate. Sub 1.000 de picioare, Pyenson a spus: „Nu există nimic altceva acolo, în afară de tot calmarul pe care îl poți mânca”. Însă calmarul trebuie urmărit și asta, arată datele, necesită multă energie - în special pentru cele mai mari balene dințate. În unele cazuri, cele mai mari balene dințate nu au mâncat suficientă mâncare în timpul unei scufundări pentru a compensa energia pe care au cheltuit-o ajungând acolo. „Nu pot mânca suficient pentru a obține o plată energetică mai mare înainte de a reveni la suprafață și de a respira”, a spus Pyenson.

Balenele, care pot avea o lungime de până la 60 de picioare, nu sunt doar mai mari decât oricare dintre balenele dințate de astăzi, dar sunt, de asemenea, mai mari decât toți strămoșii lor fosili. Acest lucru are sens, a spus Pyenson, deoarece pe baza eficienței energetice relative pe care echipa a calculat-o pentru balenele dințate de dimensiuni diferite, „a fi un cachalot astăzi împinge într-adevăr o limită biologică serioasă”. Calculele echipei sugerează că balenele de cașalot nu ar fi în măsură să găsească suficientă dintre cele mai mari pradă de calmar pentru a-și menține dimensiunea corpului dacă ar fi mai mari - pur și simplu nu există calamari suficient de mari în ocean pentru a susține cașalotii mai mari.

În schimb, balenele mari care se hrănesc cu filtru nu sunt limitate în dimensiunea corpului lor prin disponibilitatea prăzii lor în același mod ca balenele dințate. Balenele care se hrănesc cu filtru se hrănesc cu pradă de krill mici, dar foarte abundente, care înfloresc la densități mari de populație pentru perioade scurte de timp în anumite părți ale lumii. Ca rezultat, Goldbogen, Pyenson și colegii săi speculează că disponibilitatea sezonieră a prăzii lor abundente este ceea ce limitează în cele din urmă dimensiunea giganților oceanici de astăzi care se hrănesc cu filtru, cum ar fi balenele tânără și balenele albastre.

"Cea mai mare specie de balenă baleen trebuie să culeagă câștigurile energetice ale petelor de krill în doar câteva dintre cele mai productive luni de vară la latitudini ridicate", a spus Goldbogen. „Strategiile de hrănire cu filtru foarte eficiente înseamnă că aceste balene pot acumula depozite de grăsime care pot alimenta apoi migrațiile lor prin bazinele oceanice către zonele de reproducere la latitudini mai mici, care sunt mai slabe și oferă mult mai puțină hrană.”

Noul studiu subliniază poziția precară pe care o dețin toate balenele în ecosistemele lor. "Trebuie să vă întrebați cât de periculos este pentru balenele care trăiesc pe marginea unui cuțit energic", a spus Pyenson - în special în fața schimbărilor climatice, a pescuitului excesiv și a altor amenințări la adresa oceanelor.

„Dacă ești o balenă albastră și singurul tău obiect de pradă este krilul și ceva face ca populațiile de kril să cadă în declin, atunci te afli într-o fundătură evolutivă, deoarece nu ai putea mânca suficient pentru a te susține”, a spus el. a spus. „Este un motiv bun pentru noi să încercăm să înțelegem mai bine aceste relații prădător-pradă”.

Aceste proporții masive și poftele uriașe care merg împreună cu ele sunt caracteristici relativ noi în istoria evoluției balenelor. În 2017, Pyenson, Goldbogen și un alt coleg au descoperit că strămoșii balenelor de astăzi au păstrat proporții modeste până în urmă cu aproximativ 5 milioane de ani, când au evoluat pentru a profita de sursele de hrană nou abundente, dar distribuite parțial. Dar acum 100 de milioane de ani, alți uriași au cutreierat Pământul - iar Pyenson a spus că și mărimea corpului lor este probabil limitată de aprovizionarea cu alimente. „Nu știm cât de rău s-ar descurca o turmă de dinozauri sauropodi pe o pădure din perioada Cretacicului, dar probabil că au făcut un număr”, a spus el.