Ихтиолог Южного федерального университета рассказал, как выживали крупнейшие хищники в истории нашей планеты и могут ли они быть живы до сих пор.
«Очень много слухов ходит вокруг великого и ужасного мегалодона. А существовал ли он на самом деле и есть ли вероятность, что он до сих пор обитает где-то в глубинах океана?», — именно такой вопрос задала в комментариях к рубрике «Любопытно» подписчик Южного федерального университета в социальных сетях Александра Загутина. Отвечает доцент кафедры зоологии Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ, кандидат биологических наук Сергей Дудкин.
Зубная фея была бы в шоке
Любые представления о вымерших животных основаны на изучении их останков: твердых или окаменевших частей скелета — фоссилий, зубов, позвонков, яиц, отпечатков тела в слоях осадочных пород, окаменевших следов и других обнаруживаемых артефактов. Такие находки изучают учёные-палеонтологи.
«И как раз мегалодон оставил большое количество своих зубов – они обнаруживались людьми издавна и считались каменными остриями языковдраконов. К настоящему времени зубы мегалодона были обнаружены на многих континентах и даже на дне океана. Зубы его типично акульи, в его пасти их было более 250, и при этом они периодически менялись, выпадали, как и у современных акул», — рассказал Сергей Дудкин.
А вот с другими артефактами от мегалодона было похуже – ведь это хрящевая рыба, не имеющая настоящего костного скелета. Но все-же за счет того, что у этого хищника имелась необходимость при жизни поддерживать такое огромное тело, хрящ позвоночника мегалодона был, в отличие от более мелких и современных родственников-акул, более сильно кальцинирован для прочности. Хотя этот кальцинированный хрящ и не достигал прочности настоящей кости, тем не менее это позволило современным палеонтологам найти отдельные позвонки и даже сохранившиеся части позвоночника мегалодона.
Поскольку полного отпечатка или окаменевшего тела мегалодона обнаружено не было, то все представления о его размере, массе, форме тела являются реконструкциями. Такие же реконструкции использовались часто для восстановления размера и формы челюстей мегалодона, и их муляжи выставлены во многих музеях мира.
«И вот первые оценки размера мегалодона были выполнены по его зубам, по сопоставлению их размера с размером зубов современной большойбелой акулы, к родственникам или даже предкам которой первоначально мегалодон был отнесен учеными, включившими оба вида в один род Хархародон. Для современного хархародона – большой белой акулы, учеными были досконально составлены математические зависимости размера и массы тела рыбы с размером зубов, и эти зависимости были экстраполированы на размер зубов вымершего хархародона – мегалодона», — объяснил Сергей Дудкин.
Выводы оказались впечатляющими – мегалодон достигал длины до 17 метров и массы тела до 47 тонн! В дальнейшем эти данные были все-же скорректированы, а после изучения элементов позвоночника и вовсе уменьшены до 15 метров и 40 тонн.
«Более внимательно присмотревшись к зубам мегалодона, ученые и вовсе отказались признавать его родственником большой белой акулы, выведя в отдельный род Отодус и вновь откорректировав максимальный рост уже до 14 метров, а массу – до 28-30 тонн. Но все равно полученные результаты показывали, что мегалодон оказался одной из самых крупных рыб за всю историю Земли и самой крупной хищной рыбой», — подчеркнул Сергей Дудкин.
Из современных рыб с ним может соревноваться только китовая акула, но это мирная рыба, она питается планктоном и не имеет таких зубов и челюстей.
Иголка в стоге сена или слон в посудной лавке
В научно-популярных статьях нередко повторяется фраза: «Мировой океан изучен всего на 1%». В таком случае, откуда мы можем знать что где-то, скрытые от глаз человека, до сих пор не живут мегалодоны?
«Здесь под 99 процентами неизведанного в океане имеются ввиду малоизученные простейшие, археи, бактерии и разнообразные группы вирусов и вироидов, а также пространства ультраабиссали (часть океана с глубиной свыше 5000 метров), где мегалодон обитать не в состоянии», — ответил Сергей Дудкин.
В фантастических и приключенческих фильмах мегалодон как раз прячется на подобных глубинах, но на самом деле если бы мегалодон не вымер, то он обитал бы в верхнем фотическом слое океана (от поверхности до 200 метров глубины), в поясе от тропиков до умеренных широт, и, скорее всего, в наиболее продуктивных окраинных морях вблизи континентов.
«Такой большой хищник требует много пищи крупного размера. Чем ближе к берегу, тем больше пищи, и тем более высокая биологическая продуктивность вод по сравнению с открытым океаном. Да, океан весьма велик, но такие крупные объекты при современных методах науки давно были бы обнаружены. Да и современная генетика не подтверждает возможность существования популяций с критически низкой – на уровне обнаружения – численностью», — поделился Сергей Дудкин.
Учёный добавил, что мегалодон занимает наряду со «снежным человеком» и «лох-несским чудовищем» ведущие строки у криптозоологов. Сняты популярные и как бы даже «документальные» фильмы на тему очевидцев наблюдения мегалодона и обнаружения свежих артефактов его присутствия в океане. Всё же такая информация имеет больше коммерческую, чем научную основу.
Попробуй прокорми такого лба!
Зоологи, наблюдая за развитием видов в системе хищник-жертва, часто видят эволюционное соревнование размеров. В какой-то период времени происходит увеличение размера жертв, что позволяет взрослым особям снизить пресс хищников, затем появляются более крупные хищники, которые преодолевают защитное действие большого размера жертв. В эволюции это происходило многократно, способствуя появлению фауны гигантов и среди рыб, и среди земноводных, и среди ящеров и птиц, и среди млекопитающих.
«Но рано или поздно гиганты исчезают – они становятся слишком приспособленными к своей экологической нише и потокам энергии в ней. Стоит наступить перестройке экосистемы под действием какого-либо внешнего фактора – похолоданию или потеплению климата, появлению новых биологических конкурентов, и гиганты оказываются в более уязвимом положении по сравнению с биологическими видами небольшого размера: последним нужно меньше пищи, они быстрей достигают возраста размножения, дают больше поколений потомства и поэтому быстрей происходит видообразование более приспособленных к новым условиям форм жизни», — рассказал Сергей Дудкин.
Рацион мегалодона составляли первые проникшие в море с суши млекопитающие, первые ластоногие, морские коровы, дельфины и первые киты. Под этих своих жертв мегалодон выработал даже специфические способы нападения.
Если современные акулы часто атакуют жертву снизу, со стороны брюха, то мегалодон атаковал свои жертвы сбоку и даже сверху – об этом свидетельствуют следы его зубов на ребрах и верхней части позвонков жертв. Зубы мегалодона более толстые и прочные, чем у современных акул, челюсти могли развивать при укусе огромную силу рычага, и он мог полностью прокусить грудную клетку кита и вырвать часть его бока, после чего жертва, скорей всего, обездвиживалась от болевого шока и становилась просто пищей.
«И что, от него не было спасения? Тут, конечно, надо понимать, что и у мегалодона были свои уязвимости. Во-первых, большой размер сопровождается увеличением соотношения объем тела/поверхность тела. Для такого объема тела, чтобы поддерживать высокий уровень метаболических процессов для проявления необходимого уровня жизненной активности, требуется поступление большого количества кислорода через жабры. А жабры у всех пластиножаберных, включая и акул, довольно примитивные и не обеспечивают эффективного газообмена. Поэтому мегалодон, скорее всего, был засадным хищником, не длительно преследуя жертву, а нападая на нее из засады, как современная щука. Огромная масса тела тоже была своеобразным изъяном – попробуй быстро разогнать такое тело в толще воды при его инерции!», — обращает внимание Сергей Дудкин.
Поэтому, когда эволюция морских млекопитающих привела к появлению крупных и быстро движущихся форм, то инертному мегалодону могло доставаться все меньше и меньше доступной пищи. Возможно, что современные киты, являющиеся самыми крупными млекопитающими за всю историю Земли, возникли в том числе благодаря эволюционному давлению мегалодона в системе «хищник-жертва».
Кто теперь в море главный
Окончательную точку в истории мегалодона могло поставить появление в морях быстрых и кровожадных орков. Так по латыни называются современные самые большие плотоядные зубастые киты – косатки (лат. Orcinus orca). Имеются документальные съемки, как косатки могут расправляться с акулами.
«Смогла ли бы стая умных и быстрых косаток расправиться с мегалодоном при встрече? Легко! Так это или иначе – но мегалодон ушел в историю, а косатки заняли нишу самого крупного плотоядного хищника океана, который питается позвоночными животными», — рассказал Сергей Дудкин.
А самым крупным хищником океана стал кашалот, тоже представитель зубастых китов. Правда, основу его пищи составляют головоногие моллюски, в основном — глубоководные кальмары.
Самые крупные киты, к которым относится и блювал (голубой кит) не являются хищниками и принадлежат к усатым китам, которые питаются относительно мелкими, но многочисленными стайными организмами, процеживая большие объемы воды со стаями пищевых организмов через специальные китовые усы.
«На кафедре зоологии Южного федерального университета прямо на стене учебного класса висит пластина одного китового уса размером в несколько метров. А всего в пасти синего кита имеется несколько сотен таких роговых пластин. Глядя на этот китовый ус, воочию представляешь, насколько огромна пасть синего кита! В нее кит за один раз зачерпывает более 30 кубометров воды с кормовыми организмами», — поделился Сергей Дудкин.
Основа питания синего кита – антарктический криль, другие эуфаузииды и прочие ракообразные. В пищу могут попадать мелкие стайные рыбки и головоногие моллюски. В сутки кит может потреблять от 1,5 до 6-7 тонн пищи. А дышит кит богатым кислородом атмосферным воздухом. Для эффективного газообмена объем его легких превышает 3 тысячи литров. И крови у него более 8 тысяч литров. Так что для связывания кислорода в легких и его доставки эритроцитами по всему организму все необходимые инструменты имеются.
«Есть и еще одно секретное устройство у всех китов-ныряльщиков. Их мышцы содержат большое количество белка миоглобина, который так же, как и гемоглобин, может связывать кислород, даже еще более эффективно. Поэтому миоглобин отнимает кислород у гемоглобина крови и аккумулирует его в мышцах до момента востребования митохондриями. Здесь, как впрочем и везде, природа проявляет чудеса изобретательности с одной целью – создать максимально эффективный организм в своих условиях обитания», — подытожил Сергей Дудкин.
На мегалодоне, как на более раннем творении эволюции, природа ещё такой изобретательности не проявила. Он не умел дышать атмосферным кислородом, как киты, да и кислород из воды его жабры поглощали не так быстро, как у некоторых современных «теплокровных» рыб.
Такие рыбы как парусник, тунец и скумбрия кроме эффективных жабр имеют большое количество особой богатой митохондриями красной мускулатуры, а также имеют особую «чудесную сеть» кровеносных сосудов между туловищем и жабрами, где тесно переплетены и густо соприкасаются вены, идущие к сердцу и жабрам, и артерии, идущие от жабр к телу, и где происходит теплообмен крови таким образом, что к жабрам поступает всегда охлажденная кровь, а в теле циркулирует всегда подогретая мышцами. Эти рыбы самые быстрые пловцы в морях и океанах, а мегалодон был очень медленным.
Высокая жизненная активность – это более эффективный поиск пищи, более высокий поток энергии в каждом организме. И часть этой энергии можно отложить про запас слоем подкожного жира, а это хорошая теплоизоляция и предотвращение потерь внутреннего тепла. Значит, можно быть высокоактивным хоть в тепле, хоть в холоде. И мы видим – морские млекопитающие, которые полагались на жизненную активность, освоили самые высокие широты, освоили Арктику и Антарктику, проявив чудеса приспособленности и способности к экспансии. Мегалодону такое и не снилось!