© Tim Dwyer, ARCUS
В течение десятилетий ученые задавались вопросом, почему морские животные, которые живут в полярных океанах и глубоком море, могут достигать гигантских размеров там, и больше нигде.
Исследователи из Университета Монтаны, отправились в Антарктику, чтобы проверить преобладающую теорию — «гипотезу кислородной температуры» — что животные, живущие в условиях сильного холода, могут вырасти до гигантских размеров, потому что их метаболизм очень медленный. Животные, которых они изучали, были морскими пауками, морскими родственниками наземных пауков, которые дышат через свои ноги.
Исследование было проведено на станции МакМердо в Антарктиде и в Калифорнии. «Идея заключается в том, что животным нужно много работать, чтобы захватывать кислород и доставлять его к своим клеткам», — говорят ученые. «Это намного большая работа для крупных животных, чем для маленьких. Если из-за низких температур вам нужно меньше кислорода, вы можете вырасти до большего размера».
Чтобы проверить, были ли гигантские пауки более подвержены влиянию потепления, чем маленькие, исследователи переворачивали их и считали, сколько раз они смогли вернуться в исходное положение в диапазоне температур, от их нормальной -1,8°C до повышенной +9°C. Вопреки предсказаниям, гигантские животные не отставали от более мелких собратьев при любой температуре.
«Мы были поражены тем, что гигантские животные не только могли выживать при гораздо более высоких температурах, чем они обычно испытывают, но и справляться с ними также, как и более мелкие», — говорят ученые.
Этого не должно быть; более крупные животные должны исчерпать запас кислорода гораздо раньше, чем маленькие. Причем, это должно быть особенно актуально для морских пауков, которые являются «дышащими кожей» — у них нет жабр или легких, чтобы помочь получить кислород, и они должны полагаться на диффузию поверхности их конечностей.
Как же гигантские морские пауки смогли обойти законы физики? Это было загадкой, пока исследователи не использовали микроскопы, чтобы присмотреться к их ногам. Конечности морских пауков покрыты порами, и биологи обнаружили, что по мере роста морских пауков их экзоскелеты становятся все более и более пористыми. «Экзоскелеты действительно больших пауков выглядят почти как швейцарский сыр», — говорят они.
Биологи предупредили, что это были краткосрочные эксперименты, и долгосрочные последствия потепления для гигантских животных еще не изучены окончательно. Однако, похоже, что благодаря своим необычным способностям эти гигантские полярные пауки могут быть не так уязвимы из-за потепления океанов, как считалось ранее.
Caitlin M. Shishido et al, Polar gigantism and the oxygen–temperature hypothesis: a test of upper thermal limits to body size in Antarctic pycnogonids, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2019). DOI: 10.1098/rspb.2019.0124