830| 12-03-2023, 23:24
Чому на землі немає величезних тварин?
Наскільки великими можуть стати тварини на нашій планеті?
Тварини, особливо наземні, не можуть рости безконечно. Причина цього пов'язана із законом квадрата-куба.
Найбільшою твариною, яка будь-коли ходила по Землі, був динозавр Argentinosaurus (аргентинозавр), величезний титанозавр вагою 77 тонн (70 метричних тонн), який 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 малюками на тлі синього кита (Balaenoptera musculus), який за середньої ваги 165 тонн (150 метричних тонн), можливо, є найважчою твариною з тих, що будь-коли жили на Землі.
Ілюстрація аргентинозавра, можливо, найпотужнішого динозавра, які будь-коли існували.
Але чи може якась тварина колись перевершити цей показник? Чи є межа того, наскільки великою може стати земна тварина?
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 його 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 звалиться і вже не встане – його маса збільшиться втричі, а розмір кінцівок – удвічі.
Слони — найбільші з наземних тварин, що нині живуть.
Єдиний спосіб, яким наш уявний мега-слон міг би подолати це обмеження – це непропорційно великі та товсті ноги. Але в цьому випадку, при вазі близько 120 тонн, кінцівки, необхідні для утримання мегаслона, стали б неймовірно громіздкими.
Але фізика – не єдине обмеження розміру тварин. Якби проблема була тільки в цьому, то ми жили б у світі, наповненому 100-тонними сухопутними тваринами, які ретельно дотримуються лінії квадрата-куба Галілея. Доступність ресурсів також є важливим фактором – мегафауні щось потрібно їсти.
За словами Феліси Сміт, потреба в поживних речовинах також пояснює, чому рептилії, наприклад, титанозаври, виросли набагато більшими, ніж навіть найбільші сухопутні ссавці.
Сині кити, які можуть важити близько 165 тонн і є теплокровними ссавцями, є яскравим винятком із цих правил. Але їхнє унікальне місце існування пояснює ці винятки. Морські представники мегафауни можуть скористатися перевагами своєї плавучості, щоб збільшуватися, не напружуючи м'язи і кістки, і рости до таких розмірів, при яких кінцівки сухопутних тварин давно вже зруйнувалися б. А кити мають у своєму розпорядженні кілометри відкритого океану, яким вони подорожують у пошуках їжі.
Скелет синього кита у Музеї природної історії.
Якщо не брати до уваги різні обмеження, то наша планета може підтримувати мегафауну. Упродовж сотень мільйонів років мегафауна була повсюдним явищем. Однак за останні 20 000 років або близько того – лише мить в еволюційному процесі – мегафауна практично зникла. Великі наземні ссавці, такі як слони і носороги, перебувають у занепаді і живуть лише окремих частинах світу, а кілька груп морської мегафауни, наприклад, кити, постійно перебувають на межі зникнення. Куди поділися всі гіганти?
Люди є головною перешкодою відродження мегафауни.
Тварини, особливо наземні, не можуть рости безконечно. Причина цього пов'язана із законом квадрата-куба.
Найбільшою твариною, яка будь-коли ходила по Землі, був динозавр Argentinosaurus (аргентинозавр), величезний титанозавр вагою 77 тонн (70 метричних тонн), який 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 малюками на тлі синього кита (Balaenoptera musculus), який за середньої ваги 165 тонн (150 метричних тонн), можливо, є найважчою твариною з тих, що будь-коли жили на Землі.
Ілюстрація аргентинозавра, можливо, найпотужнішого динозавра, які будь-коли існували.
Але чи може якась тварина колись перевершити цей показник? Чи є межа того, наскільки великою може стати земна тварина?
"Ми дивимося на синіх китів, і питання в тому, чи зможемо ми отримати щось більше", - говорить Герат Вермей, професор геобіології та палеобіології університету Каліфорнії в Девісі. Я не впевнений, що готовий відповісти на це питання негативно. Розмір залежить від багатьох факторів, і я дотримуюсь релятивістської точки зору”.
“Принаймні теоретично для сухопутних тварин може існувати жорстка межа – за законами фізики – близько 120 тонн (109 метричних тонн)”, – вважає Феліса Сміт, професорка палеоекології з Університету Нью-Мексико. “Щоб бути більшою за цю вагу, у сухопутної тварини ноги повинні бути настільки широкими, щоб підтримувати тіло, що воно 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 його 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 звалиться і вже не встане – його маса збільшиться втричі, а розмір кінцівок – удвічі.
Слони — найбільші з наземних тварин, що нині живуть.
Єдиний спосіб, яким наш уявний мега-слон міг би подолати це обмеження – це непропорційно великі та 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 100 тонн (90 метричних тонн), що підтверджує цей теоретичний максимум”, – сказала Сміт, додавши, що “хоча неясно, чи змогли б еволюціонувати у більші, якби не вимерли”.
Але фізика – не єдине обмеження розміру тварин. Якби проблема була тільки в цьому, то ми жили б у світі, наповненому 100-тонними сухопутними тваринами, які ретельно дотримуються лінії квадрата-куба Галілея. Доступність ресурсів також є важливим фактором – мегафауні щось потрібно їсти.
"Тварини, які живуть у більш продуктивному середовищі з високоякісною їжею, зазвичай здатні витримувати великі максимальні розміри тіла", - пояснив Джордан Окі, біолог з кількісних показників з Університету штату Арізона. “Кити, слони та інша мегабіота, як правило, живуть у продуктивному, багатому на поживні речовини 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 вдесятеро 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, при якому ссавці загинули б від голоду. Тому не дивно, що найбільші динозаври, що мешкали на суші, 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 місце існування пояснює ці винятки. Морські представники мегафауни можуть скористатися перевагами своєї плавучості, щоб збільшуватися, не напружуючи м'язи і кістки, і рости до таких розмірів, при яких кінцівки сухопутних тварин давно вже зруйнувалися б. А кити мають у своєму розпорядженні кілометри відкритого океану, яким вони подорожують у пошуках їжі.
Скелет синього кита у Музеї природної історії.
"Припускається, що тварини у воді менш обмежені біомеханічними обмеженнями", - сказав Окі. “Океани також надають рясні, багаті на поживні речовини 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 може підтримувати мегафауну. Упродовж сотень мільйонів років мегафауна була повсюдним явищем. Однак за останні 20 000 років або близько того – лише мить в еволюційному процесі – мегафауна практично зникла. Великі наземні ссавці, такі як слони і носороги, перебувають у занепаді і живуть лише окремих частинах світу, а кілька груп морської мегафауни, наприклад, кити, постійно перебувають на межі зникнення. Куди 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 точно всіх найбільших".
Люди є головною перешкодою 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”.
Сподобалася стаття? Підтримай «Морс»!
ПриватБанк
UAH: 5168 7520 1787 2691
USD: 4731 1856 0525 1914
ПриватБанк
UAH: 5168 7520 1787 2691
USD: 4731 1856 0525 1914
© знайдено в мережі
