A fogas- és a sziláscetek között találjuk a Föld valaha élt legnagyobb testű állatait: a 30 méteresre megnövő, 173 tonnát nyomó kék bálnáknál legjobb tudomásunk szerint az élet kialakulása óta sosem létezett nagyobb méretű állat a bolygón. Utóbbi tény azért kiemelkedően érdekes, mert a cetek nem mindig voltak ennyire méretesek. Az emlősök ezen rendje legalább 50 millió éve alakult ki, de tagjai csak az utóbbi 5 millió évben kezdtek igazán gigantikusra nőni.
Korlátozott ismeretek
A tudománynak egyelőre nem sok elképzelése van azzal kapcsolatban, hogy mi határozza meg és mi korlátozza a bálnák méretét. Ahogy arról sincs sok információ jelenleg még, hogy milyen az élet ilyen óriási testtel, milyen ütemben zajlanak a mindennapok, és milyen következményei vannak az úgynevezett gigantizmusnak. Ez azonban lassan megváltozik.
Ahogy arról nemrégiben beszámoltunk egy stanfordi kutatócsoport elsőként monitorozta sikeresen egy kék bálna pulzusát. A néhány órás megfigyelés nyomán a szakértők meglepődve állapították meg, hogy
az állatok szívverése akár percenként 2-re is lecsökkenhet, amikor a tenger mélyén táplálkoznak, a csúcs pedig 37 szívverés/perc körül alakul.
A Stanford és a Smithsonian Intézet kutatói (akik közül többen a pulzusmérős kutatásban is részt vettek) nemzetközi kollégáikkal nemrégiben közzétettek egy tanulmányt, amely fontos lépésekkel visz közelebb a tengeri emlősök gigantizmusával kapcsolatos kérdések megválaszolásához.
Az ökológiával, élettannal és evolúciókutatással foglalkozó tudóscsoport elsősorban arra kíváncsi, hogy milyen tényezők határozzák meg az élet szélsőséges határait, és hogy milyen az élet az ezen határok közelében élő fajok számára. Legutóbbi kutatásuk során a szakértők azt mutatták meg, hogy a cetek testméretét rendkívül hatékony táplálkozási stratégiájuk határozza meg, amely lehetővé teszi, hogy kis energiabefektetéssel rengeteg kalóriára tegyenek szert.
A bálnalét útjai
Amikor a cetek először megjelentek a Földön, ezek képviselői négylábú, méretes kutyákra emlékeztető állatok voltak, amelyek életüknek legalább egy részét a szárazföldön töltötték. Csak nagyjából 10 millió év elteltével kezdtek el fajaik teljesen vízi életmódra váltani, majd további 35 millió évnek kellett eltelnie, hogy viszonylag rövid idő alatt az óceánok óriásaivá váljanak.
Amikor a cetek 40 millió évvel ezelőtt beköltöztek az óceánokba, ott két alapvetően eltérő típusuk vált sikeressé. Az egyik csoport, a sziláscetek a szájpadlásukról lelógó szarulemezek, a szilák révén szűrik ki az apró állatokat a szájukba vett vízből. A másik csoport tagjai, a fogascetek pedig echolokációval vadásznak, és fogaikkal tépik szét zsákmányukat.
A cetek fejlődésének következő nagy állomása az volt, amikor a földi óceánokban egyre intenzívebbé vált az a folyamat, amely során a parti szelek elnyomják a felszíni vízrétegeket a szárazföldtől, ezzel elősegítve a hideg, tápanyagokban gazdag víz feláramlását a mélyből, planktonvirágzást váltva ki.
A mélységi feláramlások ideális környezetet teremtettek a sziláscetek számára, amelyek hiszen hatásukra ezek tápláléka, az apró rákok és halak sűrű csomókba gyűltek a partvidékek mentén.
A cetek nagyon hatékonyan tudtak táplálkozni ezekből a rajokból, amelyek kiszámíthatóan és folyamatosan újratermelődtek a megfelelő helyeken. Ez tehette tehát lehetővé a sziláscetek testméretének növekedését: a fosszilis leletek tanúsága szerint a cetek különböző fejlődési vonalain egyazon időszakban kezdett gyorsan növekedni a fajok mérete, ami alátámasztja ezt a teóriát.
Fitbit ceteknek
De mi határozta meg azt, hogy meddig növekedhetnek az állatok? Ehhez a kutatók az állatok energiamérlegét tanulmányozták, vagyis azt vizsgálták, hogy mennyire hatékonyan vadásznak és táplálkoznak, illetve mennyire hatékonyan alakítják a bevitt tápanyagokat testtömeggé.
A testméret növekedése egy szimpla képleten alapul: ha egy egyed több kalóriát fogyaszt, mint amennyit elhasznál, teste nagyobb lesz. Ennek cetadatokkal való alátámasztása ugyanakkor jóval nehezebb diónak bizonyult. A kutatás fontos lépéseként a szakértők tapadókorongos címkékkel láttak el jónéhány cetet, a címkék érzékelőket is tartalmaztak, és másodpercenként több száz adatpontot mértek az állatok mozgásával és pozíciójával kapcsolatban. A címkék 10 óra után leváltak az állatokról, ezt követően pedig a kutatók begyűjtötték ezeket.
Az adatokból kiderült, hogy az állatok milyen gyakran merültek le táplálkozni víz alá, milyen mélyre merültek, és mennyi időt töltöttek odalent. A cél a cetek energiahatékonyságának meghatározása volt, vagyis annak megállapítása, hogyan aránylik a táplálkozással bevitt energia a tengeri emlősöknél a táplálék megtalálására és elfogyasztására fordított energiához.
A kutatásban hat ország munkatársai vettek részt, akik összesen több tízezer óra terepmunkát végeztek az adatok begyűjtése érdekében a világ tengerein. A munka során 300 fogas- és sziláscetet, összesen 11 faj tagjait címkézték fel 1–1,5 méteres disznódelfinektől kezdve a kék bálnákig, és több mint 50 ezer táplálkozást rögzítettek.
Nagy kortyok
Az adatok elemzéséből az derült ki, hogy a cetek gigantizmusát az teszi lehetővé, hogy specializált táplálkozási stratégiákkal képesek nettó energiájuk növelésére. A kutatás legfontosabb eredménye, hogy ebből a szempontból a sziláscetek a legjobbak, amelyek az óceánból hatalmasakat kortyolva és a vizet megszűrve jutnak táplálékhoz. Ahogy az állatok testmérete nő, persze még több energiára is lesz szükségük, de a lehetséges kortyok nagysága még ennél is drámaibban növekszik.
Vagyis a sziláscetek esetében minél nagyobb az állat, annál jobb energiahatékonysággal képes működni.
A szakértők sejtése szerint ezen állatok testméretének csak a táplálék előfordulása, annak mennyisége, sűrűsége és szezonalitása, szabhat határt.
A nagytestű fogascetek, például a nagy ámbráscet nagyobb zsákmánnyal táplálkoznak, olyannyira, hogy időnként akár egy-egy óriáskalmárt is megesznek. Nagyon nagy testű zsákmányból azonban nincs sok, így ezek az emlősök elsősorban a közepes méretű kalmárokra és más állatokra vadásznak, amelyek sokkal bőségesebben rendelkezésre állnak.
Az igazán nagy testméret fenntartásához azonban úgy tűnik, hogy ez a típusú zsákmány nem megfelelő. Az adatok tanúsága szerint a fogascetek energiahatékonysága a testméret növekedésével csökken, vagyis a tendencia pontosan a fordítottja a sziláscetek esetében megfigyeltnek. Így pedig már az is világos, hogy miért nem voltak képesek a fogascetek nagyobbra nőni a szilásceteknél.
Merre tovább?
A kutatás persze messze nem ad teljes választ a cetek evolúciójával kapcsolatban, sőt, újabb érdekes kérdéseket is felvet. A legérdekesebbek ezek közül arra vonatkoznak, hogy mivel a gigantizmus viszonylag újkeletű a tengeri emlősök körében, vajon hol van a vége?
A sziláscetek tovább fognak növekedni, amíg csak el nem érnek egy határt?
És mi fogja meghatározni a lehető legnagyobb testméretet? Csak a táplálék mennyisége? Vagy vannak élettani és biomechanikai korlátai is annak, hogy mekkorára nőhet egy szervezet?
De nagy kérdés az is, hogy a testméret változásával kapcsolatos tendenciák mennyire érvényesülnek más nagy tengeri élőlények, például a cápák vagy a ráják kapcsán, és hogy hogyan változtatta meg a sziláscetek testnövekedése és táplálékigényének fokozódása az óceáni ökoszisztémát. Ennek nyomán pedig az is felmerülhet, hogy az emberi tevékenység mennyire zavart és zavar bele abba a kialakult rendszerbe, amely lehetővé tette, hogy a cetek ekkorára nőjenek.
