Mokslo ir technologijų pasaulis

Naujas tyrimas nušviečia banginių evoliucijos paslaptis

Banginiai – stambiausi mūsų planetos gyvūnai. Suaugęs mėlynasis banginis yra maždaug 25 metrų ilgio (būna iki 33 m), sveria iki 200 tonų; jo širdis nedidelio automobilio dydžio. Mokslininkai jau seniai ieško atsakymo, kodėl banginiai išaugo tokie milžiniški. Variantai keli: kai kurie tyrėjai mano, kad banginiai taip prisitaiko prie gyvenamosios aplinkos, kai kurie nurodo konkurenciją rūšies viduje ar pasipriešinimą plėšrūnams; kai kas nurodo Cope'o taisyklę, nurodančią, kad bet kurios rūšies atstovai ilgainiui auga. Kuri iš šių teorijų arčiausiai teisybės? Ir kada banginiai pradėjo augti? Į šiuos klausimus atsako naujas tyrimas:

Banginių istorija labai įdomi. Visi bangininiai (banginiai, delfinai ir jūrų kaulės) – sausumos porakanopių būrio gyvūnų palikuoniai, tai yra, tolimi elnių, žirafų ir karvių giminaičiai; artimiausias dabartinis banginių gentainis – begemotas. Manoma, kad banginiai iš sausumos į okeanus persikėlė maždaug prieš 50 mln metų, po to, kai išmirus mozazaurams ir pleziozaurams, vandenyje liko niša. Iš pradžių banginių protėviai gyveno šalia vandens telkinių ir medžiojo žuvis, paskui vandenyje praleisdavo vis didesnę gyvenimo dalį, kol galiausiai visiškai prisitaikė gyvenimui vandenyje ir nutraukė ryšius su sausuma. Jų galūnės tapo plaukmenimis, pasikeitė uodegos forma, o šnervės persikėlė į galvos viršų ir tapo kvėpavimo angomis. Tačiau banginiai išliko šiltakraujai žinduoliai ir kvėpuoja plaučiais.

Numanomi banginių sausumos protėviai buvo kačių ir šunų dydžio. Kodėl kai kurie banginiai tapo tokie milžiniški? Kada tai įvyko? Į šiuos klausimus atsakymų ieško Nicholas D. Pyenson iš Smithsonian instituto, makroevoliucijos biologas Graham J. Slater iš Čikagos universiteto ir biologas iš Stanfordo universiteto Jeremy A. Goldbogen. Jie tyrė tiek šiuolaikinių, tiek iškastinių banginių fosilijų liekanas, ir, remdamiesi gauta informacija, sudarė genealoginį medį, rodantį bangininių ir seniausių jų protėvių ryšius.

Iš šio darbo biologai padarė netikėtas išvadas. Jos išdėstytos žurnale Proceedings of the Royal Society B publikuotame straipsnyje. Pasak Pyensono, tai pirmasis tyrimas, aiškinantis, kaip, kada ir kodėl ūsuotieji banginiai išaugo iki dabartinių mastų.

Mokslininkai mano, kad, nors ūsuotieji banginiai atsirado prieš ~35 mln metų, jų gigantizmas pasireiškė gerokai vėliau – vos prieš 2–3 mln metų (procesas prasidėjo kiek anksčiau, prieš ~4 mln metų). Lig tol maksimalus okeanuose gyvenusių ūsuotųjų banginių ilgis neviršijo 10 metrų. Tai svarbu: skirtingų ūsuotųjų banginių pogrupio atstovų didėjimo procesas vyko lygiagrečiai, tai yra, skirtingos banginių atšakos neturėjo bendro gigantiško protėvio, o ėmė augti nepriklausomai vienos nuo kitų.

Kodėl gi banginiai 90% savo evoliucijos laiko buvo vidutinio dydžio, o paskui staiga išaugo? Anksčiau spėliota, kad banginiai galėjo augti, taip gindamiesi nuo stambių plėšrūnų arba todėl, kad didesnio kūno gali būti storesnis poodinis sluoksnis – tai svarbus išgyvenimo šaltame vandenyje faktorius. Populiari ir versija, kad dideli gyvūnai maitinasi filtruodami vandenį ir taip gauna energiją efektyviau, bei optimaliau ją eikvoja migruodami. Tačiau naujasis tyrimas rodo, kad nė viena iš šių priežasčių negalėjo sukelti staigaus gyvūnų dydžio augimo konkrečioje epochoje. Iš tiesų, kaip tvirtina Pyensonas, Slateris ir Goldbogenas, gigantizmas tapo atsaku į ledynmetį.

Maždaug prieš 3 mln metų mūsų planetoje prasidėjo geologinis ciklas, kurio metu šiauriniame pusrutulyje ledynų plotai pradėjo aktyviai didėti, o paskui trauktis atgal. Tokie atšalimai ir atšilimai pradėjo vykti reguliariai, ir paveikė vėją bei vandenynų sroves: tam tikrais metų laikais daug maistingųjų medžiagų turintys gilūs vandenynų sluoksniai pakildavo arčiau paviršiaus, ypač, priekrančių zonose. Tuo pačiu metu į jūrą tekėdavo sausumoje tirpstančio ledo vanduo, – jame irgi nemažai skanumynų.

Dėl šių procesų vėlyvojo plioceno metu pakrantės vandenyse įvyko tikras gastronominis sprogimas – vandenyje atsidūrusios maistingosios medžiagos viliojo vėžiagyvius ir smulkias žuvis, o įkandin jų atplaukė ir stambūs gyvūnai, tarp kurių ir banginiai. Tačiau tokie „švediški stalai“ buvo ne visur, o tik tam tikruose vandenyno taškuose. Tyrėjai tvirtina, kad būtent tai paskatino banginių augimą: didelių kūnų prisireikė, kad, viena vertus, galėtų vienu kartu praryti daugybę didelės maisto koncentracijos vandens ir, o antra – ilgai išgyventų maisto nepriteklių. Kuo labiau didėjo banginiai, tuo efektyviau jie galėjo maitintis. Dabartiniai mėlynieji banginiai vienu mauku gali sriūbtelėti iki 120 tonų vandens su puse milijono kalorijų iš vėžiagyvių. prikimštame gyvūno skrandyje telpa tona ir daugiau maisto, o vasarą, intensyvaus maitinimosi metu sukaupę riebalus, banginiai be maisto gali apsieiti kelis mėnesius. Todėl tapęs maksimaliai didelis, banginis galėjo gauti maksimalią naudą iš naujo planetos gyvenimo būdo – metų laikų kaitos.

Daugelis mokslininkų, nedalyvavusių Pyensono, Slaterio ir Goldbogeno tyrime, pažymi, kad jų darbe išties dėstomas tikėtinas banginių evoliucijos scenarijus. Tačiau kai kurie biologai pabrėžia, kad vargu ar galima gyvūnų augimą paaiškinti vos vienu faktoriumi. Kritikų nuomone, savo vaidmenį galėjo suvaidinti ir būtinybė gyventi su stambiais plėšrūnais ir kiti klimato veiksniai.

Kaip bebūtų, supratimas, kas ir kaip vyko su banginiais praeityje, verčia galvoti, kas laukia šių neįprastų gyvūnų ateityje. Dabar okeanai rūgštėja ir jų produktyvumas mąžta. Biologai jau kelia klausimą: kas nutiks su mėlynuoju banginiu, jeigu jiems įprasta maisto koncentracija vandenyje sumažės? Ar sugebės jie prisitaikyti prie naujų sąlygų? Kol užaugo, jie užtruko kelis milijonus metų. Ar sugebės jie per kelis šimtmečius sumažėti, kad išliktų?

I. Solomonova
World Press skyriaus redaktorė
republic.ru