Насколько большими могут стать животные на нашей планете?

Животные, особенно наземные, не могут расти бесконечно. Причина этого связана с законом квадрата-куба.

Самым крупным животным, когда-либо ходившим по Земле, был динозавр Argentinosaurus (аргентинозавр), громадный титанозавр весом 77 тонн (70 метрических тонн), живший около 90 миллионов лет назад в позднем меловом периоде. Для сравнения, самым тяжелым животным на суше сегодня является африканский слон (Loxodonta), который весит менее 7 тонн (6 метрических тонн). И оба они выглядят просто изящными малышами на фоне синего кита (Balaenoptera musculus), который при среднем весе 165 тонн (150 метрических тонн), возможно, является самым тяжелым животным из когда-либо живших на Земле.

животные
Иллюстрация аргентинозавра , возможно, самого массивного динозавра из когда-либо существовавших.

Но может ли какое-либо животное когда-нибудь превзойти этот показатель? Есть ли предел тому, насколько большим может стать земное животное? 

“Мы смотрим на синих китов, и вопрос в том, сможем ли мы получить что-то большее”, – говорит Герат Вермей, профессор геобиологии и палеобиологии Калифорнийского университета в Дэвисе. “Я не уверен, что готов ответить на этот вопрос отрицательно. Размер зависит от многих факторов, и я придерживаюсь релятивистской точки зрения”.

“По крайней мере, теоретически, для сухопутных животных может существовать жесткий предел – по законам физики – около 120 тонн (109 метрических тонн)”, – считает Фелиса Смит, профессор палеоэкологии из Университета Нью-Мексико. “Чтобы быть больше этого веса, у сухопутного животного ноги должны быть настолько широкими, чтобы поддерживать тело, что оно не сможет нормально передвигаться.”

Смит имеет в виду закон квадрата-куба – математический принцип, впервые описанный еще Галилео Галилеем: “Отношение двух объемов больше, чем отношение их поверхностей”. Другими словами, по мере увеличения размеров животного его объем растет быстрее, чем площадь поверхности, поэтому крупным животным требуются более крупные конечности для поддержания своего веса. Если мы просто увеличим слона на несколько порядков, то, согласно этому закону, он рухнет и уже не встанет – его масса увеличится в три раза, а размер конечностей – в два раза.

животные
Слоны — самые большие из ныне живущих наземных животных.

Единственный способ, которым наш воображаемый мега-слон мог бы преодолеть это ограничение – это непропорционально большие и толстые ноги. Но в этом случае, при весе около 120 тонн, конечности, необходимые для удержания мегаслона, стали бы невероятно громоздкими. 

“Самые крупные животные, которых мы находим при раскопках, весили чуть меньше 100 тонн (90 метрических тонн), что подтверждает этот теоретический максимум”, – сказала Смит, добавив, что “хотя неясно, смогли бы ли эволюционировать в более крупные, если бы не вымерли”.

Но физика – не единственное ограничение для размера животных. Если бы проблема была только в этом, то мы бы жили в мире, наполненном 100-тонными сухопутными животными, тщательно придерживающимися линии квадрата-куба Галилея. Доступность ресурсов тоже является важным фактором – мегафауне что-то нужно есть. 

“Животные, живущие в более продуктивной среде с высококачественной пищей, обычно способны выдерживать большие максимальные размеры тела”, – объяснил Джордан Оки, биолог по количественным показателям из Университета штата Аризона. “Киты, слоны и другая мегабиота, как правило, живут в продуктивной, богатой питательными веществами среде”.

По словам Фелисы Смит, потребность в питательных веществах также объясняет, почему рептилии, например, титанозавры, выросли намного больше, чем даже самые крупные сухопутные млекопитающие: 

“Поскольку у теплокровных млекопитающих более быстрый обмен веществ, им требуется в 10 раз больше пищи для поддержания размера тела, чем рептилиям. К тому же, у рептилий более низкая температура тела и более медленный обмен веществ, поэтому они могут позволить себе есть меньше и могут расти при таком количестве калорий, при котором млекопитающие погибли бы от голода. Поэтому неудивительно, что самые крупные динозавры, обитавшие на суше, были примерно в 10 раз больше самых крупных млекопитающих.”

Синие киты, которые могут весить около 165 тонн и являются теплокровными млекопитающими, являются ярким исключением из этих правил. Но их уникальная среда обитания объясняет эти исключения. Морские мегафауны могут воспользоваться преимуществами своей плавучести, чтобы увеличиваться, не напрягая мышцы и кости, и расти до таких размеров, при которых конечности сухопутных животных давно бы уже разрушились. А киты имеют в своем распоряжении километры открытого океана, по которому они путешествуют в поисках пищи.

животные
Скелет синего кита в Музее естественной истории (2018 г.).

“Предполагается, что животные в воде менее ограничены биомеханическими ограничениями”, – сказал Оки. “Океаны также предоставляют обильные, богатые питательными веществами ресурсы для тех животных, которые мобильны и изобретательны. В частности, эволюция китовых пластин позволила китам потреблять зоопланктон достаточно эффективно, чтобы поддерживать свои огромные размеры.”

Если не принимать во внимание различные ограничения, то наша планета явно может поддерживать мегафауну. На протяжении сотен миллионов лет мегафауна была повсеместным явлением. Однако за последние 20 000 лет или около того – всего лишь миг в эволюционном процессе – мегафауна практически исчезла. Крупные наземные млекопитающие, такие как слоны и носороги, находятся в упадке и обитают лишь в отдельных частях света, а несколько групп морской мегафауны, например, киты, постоянно находятся на грани исчезновения. Куда же делись все гиганты?

“Люди уничтожили большинство из них”, – говорит Вермей. “Мамонты, слоны, бизоны, крупные хищники – мы уничтожили 90% крупных животных, а может быть, и больше, и уж точно всех самых крупных”. 

Люди являются главным препятствием для возрождения мегафауны. 

“Чтобы мегафауна возродилась, нужно, чтобы не было людей”, – сказал Вермей. “Мы являемся доминирующим видом, и ни одно животное не станет крупным при нашей гегемонии. Шансы на то, что снова появится что-то такое же крупное, как динозавр мелового периода, маловероятны”.

Читайте также: Если бы астероид опоздал на 30 секунд, то миром правили бы динозавры, а людей вообще бы не существовало

Поделиться

2 комментария к “Насколько большими могут стать животные на нашей планете?”