Люди часто думают обо всех китах как о морских гигантах, хотя на самом деле они сильно различаются по размеру: от 30-метрового синего кита до двухметрового карликового кашалота. Однако почти все представители самого большого семейства по размеру, усатые киты, являются массивными, и ученые только недавно поняли, как они стали такими большими.
Дополняя это понимание, новое исследование может помочь прояснить давнюю загадку науки о том, как усатые киты могут иметь такую высокую скорость воспроизводства клеток, не заболевая раком, — проблему, известную как «парадокс Петоса».
Австралийские исследователи проанализировали набор генов усатых китов и обнаружили, что два самых крупных вида, синие киты и финвалы, имеют гены, связанные с мощной иммунной системой. Гены, связанные с выживанием и долголетием, также были обнаружены у всех видов усатых китов.
Усатые киты развили щетинистые пластины усового уса вместо зубов, которые фильтруют или захватывают криль, планктон и мелкую рыбу во рту. 14 видов усатых китов включают семейство полосатиков — стройные, обтекаемые усатые киты, такие как финвал, сейвал, горбатый кит и самое крупное современное животное - синий кит.
Полосатики плавают на большие расстояния, что затрудняет изучение их эволюции по многим причинам, в том числе из-за того, что стало сложнее идентифицировать отдельные популяции. Кроме того, масштаб коммерческой охоты за последние два столетия почти уничтожил многие популяции полосатиков.
Австралийское исследование основано на недавних генетических исследованиях , а также на исследованиях в области эволюционной биологии , морской биологии и поведения животных, которые дали нам более ясную картину того, в каких областях эволюции полосатиков-полосатиков произошли разногласия и как это привело к их гигантским размерам.
В знаменательном исследовании, опубликованном в 2023 году, была проведена расшифровка генома редко встречающегося карликового гладкого кита, самого маленького из ныне живущих усатых китов, что делает его интересным сравнением с крупными полосатиками. В статье высказывалось предположение, что молекулярные механизмы полосатиков, по-видимому, обеспечивают им устойчивость к раку.
Другое генетическое исследование 2023 года помогло понять, как гибридизация запутала картину их геномного состава, поскольку между видами полосатиков было много скрещиваний. Но теперь мы знаем, что полосатики заняли иную экологическую и эволюционную нишу, чем другие усатые киты, а также зубатые киты, чтобы стать впечатляющими охотниками.
Наземные, похожие на бегемотов предшественники китов медленно переходили к водной жизни. Но исследование 2019 года показало, что гены, утраченные в ходе этого процесса, помогли этим животным адаптироваться к жизни на большой глубине. Например, потеря одного гена снизила риск воспаления легких при нырянии.
Исследования, сравнивающие геномы разных видов, изменили наше понимание размера полосатика: недавно были секвенированы и сравнены геномы горбатого кита , синего кита и малого полосатика.
Пять генов выделяются как отличающиеся от более мелких видов (а также определенные последовательности ДНК, которые могут усиливать или включать гены). Эти гены были связаны в другом месте с гигантизмом у китовых акул, а также у более крупных видов рыб и наземных плотоядных.
Изучая окаменелости, мы знаем, что древние животные, которые впоследствии стали китами , базилозавры, начали распространяться дальше в воду 40 миллионов лет назад и стали доминировать в океане.
Первоначально они питались осадочными существами со дна моря и рек, как это делают сегодня серые киты. Позже (30–34 миллиона лет назад) те предки китов, которые ушли дальше в море, питались богатой энергией, медленно движущейся добычей, которая жила большими группами.
Мы знаем, что предки гладких китов держались близко к берегу. Но полосатики отделились друг от друга около 10,5 миллионов лет назад, после того как начали кормиться дальше в море.
У них было мало конкурентов за этот новый и обильный источник пищи, и они быстро увеличивали размер и скорость. Отличительные черты полосатиков, такие как их горловые бороздки, заостренная голова и обтекаемые тела, развились независимо. Учитывая размер, который полосатики приобрели, доминируя в море на раннем этапе, они сталкивались с немногими хищниками.
Южные киты — более короткие, округлые усатые киты по сравнению с тонкими телами полосатиков. Благодаря более тесной социальной жизни, более коротким миграциям и более пассивному фильтрующему питанию гладкие киты не нуждались в более быстрых движениях и выработали идеальную форму для спокойной жизни. Таким образом, они большие, толстые и медлительные, и их геномы раскрывают новую информацию для сравнения с их более тонкими, быстрыми кузенами — например, что охота на китов привела к инбридингу и низкому генетическому разнообразию среди гладких китов.
Напротив, полосатики совершают более длинные и одинокие миграции и питаются выпадами . Это включает в себя ускорение движения вперед с закрытым ртом перед тем, как широко открыть рот, а затем фильтрацию воды через пластины уса . Динамика выпадов в питании оставляет добыче, находящейся дальше в океане, мало надежды, будь то криль, планктон или косяки мелкой рыбы.
Горловые канавки, идущие ото рта полосатика к нижней части живота, расширяются, чтобы впустить добычу и большое количество воды. Горловые канавки расширяются из-за их больших, гибких нервов, которые могут отскакивать и растягиваться, позволяя полосатикам поглощать воду большего объема, чем размер их собственного тела.
Эта морфология позволила полосатикам вырастать намного больше, питаться большим количеством более разнообразной добычи и быстрее перемещаться к лучшим местам кормления. Они являются ярким примером успеха природы, когда ей дали новый уголок окружающей среды, богатую энергией добычу, отсутствие границ и отсутствие хищников.
