Ученые десятилетиями задавались вопросом, почему морские животные, обитающие в полярных океанах и морских глубинах, могут достигать гигантских размеров только там, но больше нигде. Докторант зоологии Гавайского университета в Маноа Кейтлин Шишидо вместе с исследователем UH Эми Моран и коллегами из Университета Монтаны отправились в Антарктиду, чтобы проверить господствующую теорию - «гипотезу температуры кислорода» - о том, что животные, живущие в условиях сильного холода, могут вырастают до гигантских размеров, потому что их метаболизм очень медленный. Животные, которых они изучали, были морскими пауками, морскими родственниками наземных пауков, которые дышат через ноги.
Исследование, опубликованное в выпуске Proceedings of the Royal Society of London от 10 апреля, проводилось на станции Мак-Мердо в Антарктиде и в Университете Нью-Йорка. «Идея в том, что животным приходится много работать, чтобы улавливать кислород и доставлять его в свои клетки», - сказал Шишидо. «Для крупных животных это гораздо более сложная задача, чем для мелких. Если из-за низких температур вам нужно меньше кислорода, вы можете вырасти до больших размеров».
Чтобы проверить, больше ли на гигантских пауков влияет потепление, чем на маленьких, исследователи тренировали пауков до изнеможения, переворачивая их вверх ногами и подсчитывая, сколько раз они смогли выпрямиться при разных температурах. от нормальных -1,8°C до 9°C. Вопреки предсказаниям, гигантские животные не отставали от более мелких при любой температуре.
«Мы были поражены тем, что гигантские животные не только могли выживать при гораздо более высоких температурах, чем они обычно видят, но и справлялись с теплыми температурами так же, как и более мелкие», - сказал Шишидо.«Этого не должно происходить, более крупные животные должны истощать свой запас кислорода и заканчиваться газом гораздо раньше, чем маленькие». Это должно быть особенно верно для морских пауков, которые «дышат кожей» - у них нет жабр или легких, чтобы помочь получить кислород, и они должны полагаться на диффузию через поверхности своих ног.
Как гигантские морские пауки обходят законы физики? Это было загадкой до тех пор, пока Шишидо и Аарон Тох, студент бакалавриата UH, не использовали микроскопы, чтобы внимательно изучить свои ноги. Ноги морских пауков покрыты порами, и исследователи обнаружили, что по мере роста морских пауков их экзоскелеты становятся все более и более пористыми. «Экзоскелеты действительно больших выглядят почти как швейцарский сыр», - сказал Шишидо.
Исследователи предупредили, что это были краткосрочные эксперименты, а долгосрочные последствия потепления для гигантских животных еще не изучены. Однако оказывается, что благодаря своей дырявой кутикуле эти гигантские полярные животные не так уязвимы к потеплению океанов, как считалось ранее.