Vi lever i en tid med giganter. Det kan høres rart ut, med tanke på mangelen på enorme dinosaurer eller gigantiske bakkedyr som rusler rundt. Men det er sant: blåhvalen, Balaenoptera musculus, er det største dyret som noen gang har levd, og strekker seg over 100 fot langt og veier rundt 100 tonn. Og denne giganten er ikke noe holdover fra en gammel epoke.
Relatert innhold
- Hvorfor ble hvaler så store?
- Hvor stort kan et landdyr bli?
Dagens enorme hvaler er resultatet av en relativt ny evolusjonær vekstspurt.
Det er lett å ta storheten i mange hvaler for gitt, men fra et evolusjonsforskerperspektiv virker det faktum at de utviklet seg til å være så gargantuansk, ganske usannsynlig. Nicholas Pyenson, kurator for fossile sjøpattedyr ved Smithsonians National Museum of Natural History, har sporet den lange halen av hvalutvikling i flere tiår, fra ørkener fylt med bein til sjøene selv.
En del av historien i sin nye bok, Spying on Whales, dokumenterer hvordan dagens havgiganter ble så kjempe de er.
"Hvaler har en geologisk historie som strekker seg over 50 millioner år, " sier Pyenson, "men de nådde virkelig ikke titanstørrelser før de siste millionene årene." Det vi vet om hvalens fossile bakhistorie, gjør hvaler over 200 000 pund - som dagens blå, finn, buehode og høyre hval - relativt ny. Så hvordan skjedde dette?
For det første er det ikke som om bare en avstamning av hval ble stor på en grei måte. "Vi vet fra å se på slektstreet til store hvaler at mange forskjellige slekter når ekstreme størrelser uavhengig av hverandre, " sier Pyenson. Men det er et mønster i når disse forskjellige hvalene ble store. Ekstremt store hvaler utviklet seg i løpet av de siste 4, 5 millioner årene, sammenfallende med isenes ebbe og strømning.
Istidens forhold var en velsignelse for å fôre hvalfanger, noe som betyr at fremkomsten av en istid generelt innbydde en vekstspurt. "Økningen fra næringsavrenning langs kysten gir hyperabundant byttedyr i varmere årstider, " sier Pyenson, "som er noe vi ser i dag utenfor Alaska, California eller Maine." Dette ga ikke bare et smorgasbord for hvaler, men ga også hval en grunn til å vandre lange avstander for å dra nytte av den sesongmessige dusøren. "Istidens hav gjorde store hvaler enda større."
Lytt til denne episoden av Sidedoor, Smithsonian-podcasten, som tar et dypt dykk i den en gang aggressivt jaktede og antatt å være nesten utdødd, gråhval. De har rebound til å bli en av Nord-Stillehavets mest tallrike hvalarter. Hva endret seg?
Når de vokste i størrelse, ble hvalbenene mer porøse. Her et 1885 bilde av Joseph Palmers halvstøpe og skjelett av en knølhval, kort tid etter at det ble installert i Nasjonalmuseet (nå Arts and Industries-bygningen). (Smithsonian Institution Archives) Bortsett fra sjøendringene som skjedde under Pliocen og Pleistocen, la spesifikasjonene av å leve i det marine riket noen hvaler nå størrelser uhørt for landdyr. "Fullt vannlevende dyr lever i et nesten nøytralt oppdriftmiljø, " sier Mont-Sinai-anatomist Joy Reidenberg, "så deres vekt er uten betydning." Dette er grunnen til at en hval er langt tyngre enn en dinosaur av samme størrelse; Supersaurus, anslått til omtrent samme lengde som den største blåhvalen, veide under halvparten så mye. Det er også grunnen til at strandhvaler raskt befinner seg i fare: På land skader en hvals hoveddel skade på musklene og frigjør farlige mengder protein som heter myoglobin som kan føre til at nyrene deres svikter.
Likevel betyr ikke dette at anatomisk sett går det noe i havet. "Du kan tenke deg at hvaler rett og slett kan utvikle seg større og større størrelser uten begrensning, " sier Pyenson, "men det er mange faktum i deres liv som utgjør biologiske grenser."
Reidenberg sier tidlig at amfibiepattedyrene som gikk foran dagens hval, brukte tiden mellom kysten og grunt vann. De trengte tette bein for å fungere som ballast for å hjelpe dem med å holde dem nøytralt flytende og også forsørge seg selv mens de er på land.
Etter hvert som hvaler ble mer vannlevende og oppnådde enorme størrelser, vendte mønsteret seg imidlertid. Reidenberg sier moderne hvaler, "har porøse bein som, kombinert med fettforekomster, gjør dem lettere." Dette hjelper hvaler å holde seg på overflaten og puste inn luft, og, ifølge Reidenberg, gjør balansen mellom tunge og lette organer i hvaler dem mulig. for å endre hvor kraftige de er ved å utvide eller trekke sammen luftrom i organer som lungene og strupehodet. Når hvaler blåser luft (og snørr) ut av blåsehullene sine, kontrollerer de flyteevnen.
Disse nylige ekstreme tilpasningene reiser et spørsmål om hvordan hvaler kan fortsette å endre seg. Kan den største hvalen gjennom tidene som fortsatt svømmer havene i dag, kunne gigantiske hvaler bli enda større?
Selv om det er spennende å tenke på enda større leviathaner, er det noen få ting som forhindrer at hvaler blir mer massive. Hvaler puster luft, akkurat som deres amfibiske forfedre gjorde tilbake i eocene, noe som gjør lungene til kritisk maskinvare for dyr som må håndtere store forskjeller i havtrykk. Men det er grenser for hvor effektivt luftveiene kan gi tilstrekkelig oksygen til større og større kropper, konstaterer Pyenson, "og det kan være en grunn til at det ikke er, for eksempel, 300 fot lange hvaler i verdenshavene i dag."
Fysikken i akvatisk liv kommer også inn. Hvaler har strømlinjeformede kropper for å redusere dra (kraften som motstår en hvals bevegelse gjennom vannet), men det er ingen måte å eliminere den helt på. Og fôringsmetodene til de største hvalene - som svelger enorme munnfuller av små småboller ut av vannet - fungerer bare hvis hvaler er i stand til å overvinne dette problemet, fordi de bokstavelig talt drar kjeftene gjennom vannet.
En studie fra 2012 av denne fôringsatferden fant at balehval, utover lengder på 110 fot, ikke ville være i stand til å overvinne draget for å lukke munnen raskt nok til å fange flyktende byttedyr. "De største hvalene som noen gang er målt, på 109 fot, presser den teoretiske grensen for de største hvalfangende hvalene som kan eksistere." Med andre ord, hvaler vil sannsynligvis ikke kunne bli mye større uten en gjennomgang av måten største artsfôr.
Spionere på hvaler: fortiden, nåtiden og fremtiden for jordas mest fantastiske skapninger
Et dykk i hvalens hemmelige liv, fra deres evolusjonære fortid til dagens vitenskapelige front.
KjøpeMenneskets historie har også spilt en rolle. "Industriell hvalfangst ga en annen selektiv press for hvalbestandene, " sier Reidenberg. Han legger til at både moderne og historiske hvalfangere jevnlig har målrettet seg mot de største hvalene de kunne finne, noe som betyr at “mindre hvaler som kunne reprodusere seg i en mindre størrelse ble kunstig valgt [for].” Jakthval kan ha krympet hvalbestandene som klarte å overleve, og for langsomt reproduserende arter kan til og med begrenset hvalfangst fortsatt ha dramatiske effekter.
Hva fremtiden har for hvaler, da - som med så mye av planeten vår - avhenger veldig av hvordan arten vår bestemmer seg for å handle.
Livet på jorden står overfor en stor utryddelseskrise, og, peker Pyenson, peker forskning på utryddelsesrisikofaktorer hos pattedyr ofte på stor kroppsstørrelse som et ansvar. Dette er like sant for hvaler som for elefanter og for lengst tapte arter som wombats på størrelse med små biler. Den nordlige atlantiske høyre hvalen når for eksempel over 50 fot i lengde og er en av de mest truede hvaler på planeten.
Hvordan dette vil spille ut for andre hvaler er uvisst, men Pyenson konstaterer at det er mange risikoer utover hvalfangsten. "Hundretusener dør av netto viklinger, bifangst av fiskeriene, forgiftning fra forurensning eller av skipstreik, " sier Pyenson, som ikke skal nevne de uanstendige nivåene av mikroplastforurensning i verdenshavene. Hvordan den enorme mengden plastsøppel påvirker helsen til filterfôringshvaler er ukjent, sier Pyenson, og det er bekymringsfullt da forskere prøver å slå utryddelse.
Noen giganter har klart å sprette tilbake, for eksempel pukkellaks og vestkysten gråhval. Men truslene som mange hvaler har - fra den bittesmå, meget impermiliserte vaquitaen til selve blåhvalen - krever at forskere graver gjennom forstenede boneyards så vel som siler havene for å bedre forstå hvordan de kan redde hvaler i ustabile hav. Fossiler har vist når hvaler ble store, og biologi har avslørt hvordan de har satt den øvre grensen for dyrestørrelse, men de fantastiske hvalene i fremtidens hav vil bare eksistere hvis vi gjør en innsats for å redde dem nå.
