Tyrėjai sužinojo, kodėl vandens žinduoliai turi būti dideli, bet ne pernelyg dideli

Mokslo sriuba: Merkurijaus tyrimai (Birželis 2019).

Anonim

Kiekvienas, kuris stebėdavo didingus banginius ar paimdavo dramblių antspaudus asmeniškai, būtų atleistas už žinduolių neriboto dydžio vandenynų gyvenimą, tačiau nauji tyrimai atskleidžia, kad žinduolių augimas iš tiesų yra labiau apribotas vandenyje nei žemėje.

Ši Stanfordo tyrėjų išvada prieštarauja ankstesnėms teorijoms, kuriose teigiama, kad slėgis kūno dydžiui turėtų būti labiau atsipalaidavęs vandenyje, galbūt dėl ​​didelės aplinkos ir gyvūnų gebėjimo plaukti, o ne palaikyti kūno svorį kojose.

Vietoj to, grupė nustatė, kad vandens žinduolių dydis yra ribotas mažu galu dėl būtinybės išlaikyti šilumą ir didžiojo galo sunkumų gauti pakankamai maisto išgyventi. Grupė paskelbė savo išvadas kovo 26 dieną Procesų Nacionalinės mokslų akademijos.

"Daugelis žmonių suprato, kad jie eina į vandenį kaip daugiau žinduolių, bet mes matome tai, kad tai iš tikrųjų yra daugiau apribojimų", - sakė bendraautorė Jonathanas Painas, Stanfordo žemės mokyklos "Energy & Environment" geologinių mokslų profesorius. Mokslai (Stanfordo žemė). "Tai nėra tas vanduo, kuris leidžia jums būti didelis žinduolis, tai jūs turite būti didelis žinduolis vandenyje - neturite jokių kitų galimybių".

Didelis, bet ne per didelis

Nors žinduoliai, gyvenantys vandenyje, turi panašiai pailgą kūno formą, jie nėra glaudžiai susiję. Vietoj to, ruoniai ir jūrų liūtai yra glaudžiai susiję su šunimis, lakūnai dalijasi protėviais su drambliais, o banginiai ir delfinai susiję su hipogrupėmis ir kitais kanopinių žinduoliais.

Jei norite sužinoti daugiau apie tai, kaip šios žemės žinduolių grupės paėmė savo būdingą apimtį, kai jie pasidarė vandens, mokslininkai sukaupė apie 3 859 gyvų kūno masių ir iš esamų duomenų rinkinių apie 2899 žinduolių rūšis. Analizė apima apie 70 procentų gyvų rūšių ir 25 procentų išnykusių rūšių. Jie analizavo duomenis modelių rinkiniu, sukurtu bendradarbiaujant su Luizianos universitetų jūrų konsorciumo Craig McClain.

Remdamasi šia analize, grupė nustatė, kad, kai gyvuliai perneša vandenį į vandenį, jie labai greitai vystosi link naujo dydžio, susilyginantys apie 1000 svarų. Mažesni protėviai, kaip šunų giminaičiai, padidėjo daugiau nei didesnių protėvių, pavyzdžiui, hippos, kad pasiektų tokį optimalų svorį, o tai rodo, kad didesnis yra geresnis vandens gyvūnams, tačiau tik iki taško. Grupė atkreipia dėmesį į tai, kad ūdros, kurios vėliau pasirodė vandenyje, nesilaiko tokios tendencijos, galbūt dėl ​​to, kad daugelis ūdros rūšių vis dar gyvena daug žemėje.

"Svarbiausia yra turėti filogenetinį medį, kad suprastų, kaip šios rūšys yra tarpusavyje susijusios, ir laiko tarpus, kurie įvyko tarp skirtingų evoliucinių šakinių įvykių", - sakė švino autorius Will Gearty, Stanfordo žemės absolventas. "Senovės santykių medis leidžia mums kurti modelius, pagrįstus šiuolaikinių rūšių duomenimis, kad būtų galima prognozuoti, kokie buvo protėvių kūno dydžiai ir suvokti, kokios evoliucinės trajektorijos geriausiai tinka tai, ką mes matome šiuolaikinėje dienoje".

Šiluma ir maistas

Grupė teigia, kad didesnis dydis padeda vandens žinduoliams išlaikyti šilumą vandenyje, kuris yra žemesnis nei kūno temperatūra. "Kai esate labai mažas, jūs greitai prarandate šilumą atgal į vandenį, nėra galimybės valgyti pakankamai maisto, kad neatsiliktų", - sakė Payne.

Jie taip pat rodo, kad metabolizmas padidėja, kai dydis yra didesnis nei gyvūno gebėjimas rinkti maistą, nustatant ribas, kaip gali išaugti vandens žinduoliai. "Iš esmės, gyvūnai yra mašinos, kurioms reikia energijos." Šis energijos poreikis griežtai riboja tai, ką gyvūnai gali daryti, ir kiek jie gali būti ", - sakė McClain, kuris buvo tyrimo bendraautoris.

"Žuvies gyvybingų dydžių diapazonas vandenynuose iš tiesų yra mažesnis už gyvybingų dydžių plotą žemėje", - sakė Peinas. "Norint įrodyti, kad statistiškai ir pateikti teoriją, tai yra kažkas naujo".

Jei ūdros yra išimtis mažame gale, banginiai banginiai parodo išimtis didesniu dydžiu. Šie banginiai suvartoja daug mažiau energijos nei jų žandai, nes jie filtruoja visą savo maistą, todėl jie tampa veiksmingesni ir leidžia jiems augti didesni nei dantų banginiai.

"Spermos banginis yra didžiausias, kurį galite gauti be naujo pritaikymo", - sakė Gearty. "Vienintelis būdas gauti tokį pat dydį, kaip baleino banginis, yra visiškai pakeisti tai, kaip jūs valgote."

Mokslininkai pradėjo dirbti su tyrimu 2014 m., Ir šiuo metu jie vertina, kaip galima palyginti panašius metodus, kad paaiškintų kūno dydžio pasiskirstymą kitose gyvūnų grupėse, ypač tose, kuriose yra ir sausumos, ir vandens rūšių.

"Viltis yra paprastesni paaiškinimai, kurie gali būti taikomi ir kitoms rūšims, įskaitant sausumos gyvūnus", - sakė Peinas. "Tai atveria tam tikrą galimybę, kad kūno dydis gali būti paaiškintas pagrindiniais fizikos ir chemijos principais."

menu
menu