Как акулы пережили сильный скачок температуры на Земле
Акулы, которых мы знаем сегодня как главных хищников открытого океана, произошли от коротких обитателей дна во время драматического эпизода глобального потепления миллионы лет назад.
Массивное излияние вулканической лавы около 93 миллионов лет назад привело к резкому повышению уровня углекислого газа, создав парниковый климат, который поднял температуру океана до самого высокого уровня. Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что некоторые акулы реагируют на жару удлиненными грудными плавниками.
Это открытие задокументировано в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Оно была сделан путем измерения длины тела и плавников более чем 500 ныне живущих и окаменелых видов акул.
«Грудные плавники являются важной структурой, сравнимой с нашими руками», — сказал аспирант биологии UCR и первый автор статьи Филипп Стернес. «Проанализировав огромный набор данных, мы увидели, что эти плавники меняли форму по мере того, как акулы расширяли свою среду обитания со дна в открытый океан».
Более длинные грудные плавники помогают акулам двигаться более эффективно. «Их плавники сравнимы с крыльями коммерческих самолетов, длинные и узкие, что позволяет свести к минимуму количество энергии, необходимой для движения», — сказал Стернес.
Исследователи также увидели, что акулы, живущие в открытой воде, действовали быстрее по сравнению с акулами, обитающими на дне. «Мышцы акулы очень чувствительны к температуре», — сказал Тим Хайэм, профессор кафедры эволюции, экологии и биологии организмов UCR и соавтор статьи.
«Эти данные помогли нам установить корреляцию между более высокими температурами, движением хвоста и скоростью плавания», — сказал Хайэм.
Большинство ныне живущих видов акул все еще обитают на дне, занимая то, что ученые называют бентической зоной. Эти донные акулы не занимают такого большого места в массовой культуре, как их свирепые сородичи, обитающие в открытой воде. Многие из донных обитателей — стройные, плоские хищники среднего размера.
Лишь около 13% современных акул являются быстроплавающими хищниками открытой воды. Исследователи полагают, что у их древних родственников могло стать затруднено дыхание. Уровень кислорода у дна в меловой период, вероятно, падал по мере увеличения жары.
Современная температура поверхности моря в среднем составляет около 68 градусов по Фаренгейту. В меловой период они были намного теплее, достигая в среднем около 83 градусов. Высокая жара мелового периода не произошла в одночасье, как и эволюция акул.
«На протяжении всей эпохи у нас была довольно теплая температура поверхности открытого моря, а затем отчетливый всплеск, который произошел в течение одного или двух миллионов лет», — сказал доцент колледжа Клермонт Маккенна и соавтор статьи Ларс Шмитц.
Поскольку глобальное потепление привело к эволюции некоторых групп животных, включая акул, оно привело к исчезновению других. Поскольку эти эволюционные изменения в прошлом происходили в более длительных временных масштабах, трудно точно предсказать, как акулы или другие морские обитатели отреагируют на нынешние тенденции потепления.
Биологи наблюдают, как некоторые акулы, в том числе тропические виды, такие как тигровые и бычьи акулы, начинают плавать дальше на север. Но неясно, смогут ли акулы, находящиеся под угрозой исчезновения, снова адаптироваться там, где они живут, и пережить быстро нарастающую жару.