Наскільки великими можуть стати тварини на нашій планеті?
Тварини, особливо наземні, не можуть рости нескінченно. Причина цього пов’язана із законом квадрата-куба.
Найбільшою твариною, яка коли-небудь ходила по Землі, був динозавр Argentinosaurus (аргентинозавр), величезний титанозавр вагою 77 тонн (70 метричних тонн), що жив близько 90 мільйонів років тому в пізньому крейдяному періоді. Для порівняння, найважчою твариною на суші сьогодні є африканський слон (Loxodonta), який важить менше ніж 7 тонн (6 метричних тонн). І обидва вони виглядають просто витонченими малюками на тлі синього кита (Balaenoptera musculus), який, маючи середню вагу 165 тонн (150 метричних тонн), можливо, є найважчою твариною з тих, що коли-небудь жили на Землі.
Ілюстрація аргентинозавра, можливо, наймасивнішого динозавра з тих, що коли-небудь існували.
Але чи може якась тварина коли-небудь перевершити цей показник? Чи є межа тому, наскільки великою може стати земна тварина?
“Ми дивимося на синіх китів, і питання в тому, чи зможемо ми отримати щось більше”, – каже Герат Вермей, професор геобіології та палеобіології Каліфорнійського університету в Девісі. “Я не впевнений, що готовий відповісти на це питання негативно. Розмір залежить від багатьох факторів, і я дотримуюся релятивістської точки зору”.
“Принаймні, теоретично, для сухопутних тварин може існувати жорстка межа — за законами фізики — близько 120 тонн (109 метричних тонн)”, – вважає Феліса Сміт, професор палеоекології з Університету Нью-Мексико. “Щоб бути більшим за цю вагу, у сухопутної тварини ноги мають бути настільки широкими, щоб підтримувати тіло, що вона не зможе нормально пересуватися.”
Сміт має на увазі закон квадрата-куба — математичний принцип, вперше описаний ще Галілео Галілеєм: “Відношення двох об’ємів більше, ніж відношення їхніх поверхонь”. Іншими словами, у міру збільшення розмірів тварини її об’єм зростає швидше, ніж площа поверхні, тому великим тваринам потрібні більші кінцівки для підтримки своєї ваги. Якщо ми просто збільшимо слона на кілька порядків, то, згідно з цим законом, він завалиться і вже не встане — його маса збільшиться втричі, а розмір кінцівок — удвічі.
Слони — найбільші з наземних тварин, що живуть нині.
Єдиний спосіб, яким наш уявний мега-слон міг би подолати це обмеження — це непропорційно великі й товсті ноги. Але в цьому випадку, при вазі близько 120 тонн, кінцівки, необхідні для утримання мегаслона, стали б неймовірно громіздкими.
“Найбільші тварини, яких ми знаходимо під час розкопок, важили трохи менше ніж 100 тонн (90 метричних тонн), що підтверджує цей теоретичний максимум”, – сказала Сміт, додавши, що “хоча незрозуміло, чи змогли б еволюціонувати у більші, якби не вимерли”.
Але фізика — не єдине обмеження для розміру тварин. Якби проблема була тільки в цьому, то ми б жили у світі, наповненому 100-тонними сухопутними тваринами, які ретельно дотримуються лінії квадрата-куба Галілея. Доступність ресурсів теж є важливим фактором — мегафауні щось потрібно їсти.
“Тварини, які живуть у більш продуктивному середовищі з високоякісною їжею, зазвичай здатні витримувати більші максимальні розміри тіла”, – пояснив Джордан Окі, біолог із кількісних показників з Університету штату Аризона. “Кити, слони та інша мегабіота, як правило, живуть у продуктивному, багатому поживними речовинами середовищі”.
За словами Феліси Сміт, потреба в поживних речовинах також пояснює, чому рептилії, наприклад, титанозаври, виросли набагато більшими, ніж навіть найбільші сухопутні ссавці:
“Оскільки у теплокровних ссавців швидший обмін речовин, їм потрібно в 10 разів більше їжі для підтримки розміру тіла, ніж рептиліям. До того ж у рептилій нижча температура тіла і повільніший обмін речовин, тому вони можуть дозволити собі їсти менше і можуть рости за такої кількості калорій, за якої ссавці загинули б від голоду. Тому не дивно, що найбільші динозаври, які мешкали на суходолі, були приблизно в 10 разів більшими за найбільших ссавців.”
Сині кити, які можуть важити близько 165 тонн і є теплокровними ссавцями, є яскравим винятком із цих правил. Але їхнє унікальне середовище існування пояснює ці винятки. Морські мегафауни можуть скористатися перевагами своєї плавучості, щоб збільшуватися, не напружуючи м’язи й кістки, і рости до таких розмірів, за яких кінцівки сухопутних тварин давно б уже зруйнувалися. А кити мають у своєму розпорядженні кілометри відкритого океану, яким вони подорожують у пошуках їжі.
Скелет синього кита в Музеї природної історії (2018 р.).
“Передбачається, що тварини у воді менш обмежені біомеханічними обмеженнями”, – сказав Окі. “Океани також надають рясні, багаті поживними речовинами ресурси для тих тварин, які мобільні та винахідливі. Зокрема, еволюція китових пластин дозволила китам споживати зоопланктон досить ефективно, щоб підтримувати свої величезні розміри.”
Якщо не брати до уваги різні обмеження, то наша планета явно може підтримувати мегафауну. Протягом сотень мільйонів років мегафауна була повсюдним явищем. Однак за останні 20 000 років або близько того — всього лише мить в еволюційному процесі — мегафауна практично зникла. Великі наземні ссавці, як-от слони і носороги, перебувають у занепаді й мешкають лише в окремих частинах світу, а кілька груп морської мегафауни, наприклад, кити, постійно перебувають на межі зникнення. Куди ж поділися всі гіганти?
“Люди знищили більшість із них”, – каже Вермей. “Мамонти, слони, бізони, великі хижаки — ми знищили 90% великих тварин, а можливо, і більше, і вже точно всіх найбільших”.
Люди є головною перешкодою для відродження мегафауни.
“Щоб мегафауна відродилася, потрібно, щоб не було людей”, – сказав Вермей. “Ми є домінуючим видом, і жодна тварина не стане великою за нашої гегемонії. Шанси на те, що знову з’явиться щось таке ж велике, як динозавр крейдяного періоду, малоймовірні”.
*****************
Шановні добродії, дорогі українці, долучайтесь до допомоги ЗСУ. За ваші кошти БФ “Полонія” придбає для наших ЗСУ автомобілі та іншу необхідну техніку і матеріали. Вся інформація про використання Ваших коштів буде публікуватись на сайті fenixslovo.com:
Одержувач: БЛАГОДІЙНА ОРГАНІЗАЦІЯ “БЛАГОДІЙНИЙ ФОНД “ПОЛОНІЯ”
Код Одержувача: 45182991
Банк Одержувача: АТ «ОТП БАНК» в м. Київ
МФО 300528
Рахунок № UA743005280000026000000034874
Для допомоги ЗСУ.
