Дайвинг как образ жизни много раз развивался в животном мире, и экология всех ныряющих животных в основном определяется тем, как долго они могут задерживать дыхание.
Согласно новому исследованию, все ныряющие животные в мире - от мелких насекомых до гигантских китов - подчиняются ряду схожих принципов.
Используя крупнейший из когда-либо собранных наборов данных, международная группа ученых изучила, как метаболические ограничения определяют эффективность погружения у дышащих воздухом водных видов, все из которых эволюционировали, чтобы максимизировать количество времени, которое они могут проводить под водой.
Они обнаружили, что максимальная продолжительность погружения предсказуемо увеличивается с массой тела у всех животных, но скорость, с которой это происходит, зависит от метаболического режима.
Эктотермы - хладнокровные существа, такие как амфибии, рептилии и насекомые - могут дольше оставаться под водой при заданной массе тела, но влияние увеличения массы тела на продолжительность погружения у теплокровных эндотермов, включая птиц и млекопитающих - выражено гораздо сильнее.
В своей статье для Proceedings of the Royal Society B ученые говорят, что их открытия составляют новый фундаментальный принцип эволюционной физиологии, показывая, что одни и те же «правила» управляют эволюцией ныряния у таких разных животных, как водяные жуки и моржи.
Они также говорят, что это может частично объяснить, почему многие теплокровные ныряющие животные, включая современных китов, а также вымерших рептилий, таких как ихтиозавры и плезиозавры, развили относительно большие размеры тела, поскольку увеличение размера привело к большему относительному увеличению времени погружения. продолжительность.
Исследование было завершено в Университете Плимута (Великобритания) под руководством международной группы ученых, которые в настоящее время базируются в Университете Радбауд (Нидерланды), Университете Квебека в Римуски (Канада) и Плимутской школе биологических и морских исследований. наук.
Они собрали и проанализировали 1 792 записи о 286 видах, включая 62 экзотермных и 224 эндотермных, и проверили, соответствует ли всемирно признанная гипотеза запаса/использования кислорода, которая предполагает, что более крупные животные способны нырять дольше и глубже - применяется ко всем ныряющим животным, независимо от их эволюционного происхождения и способа обмена веществ.
Ведущий автор доктор Вилко Верберк, доцент Университета Радбауд, сказал: «Наша работа представляет собой беспрецедентный анализ экологии поведения при нырянии с метаболической точки зрения с далеко идущими последствиями. Он демонстрирует, что масса тела и температура влияет на продолжительность погружения аналогичным образом у таких эволюционно далеких видов, как насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Это показывает, что одни и те же общие физические и физиологические принципы сформировали эволюцию ныряния у всех групп животных, как древних, так и современных, что составляет новый фундаментальный принцип эволюционной физиологии».
Старший автор Дэвид Билтон, профессор водной биологии Плимутского университета и эксперт по водным жукам, добавил: «Наши результаты значительно меняют наше понимание ныряния у животных и помогают нам лучше понять, что формирует экологию и Эволюция как современных, так и вымерших дайверов. Это показывает, что большой размер тела и связанная с ним повышенная способность запасать кислород позволяют совершать более длительные погружения, открывая многие ранее недоступные водные экосистемы для крупных дышащих воздухом, и дает возможное объяснение того, почему многие теплолюбивые -кровные ныряющие животные, как правило, относительно крупные."