Atunci când viața a apărut pe Pământ, în urmă cu aproximativ 3,6 miliarde de ani, toate organismele erau mici. A fost nevoie de o perioadă de aproximativ 2,5 miliarde de ani pentru ca acele organisme să crească mai mari decât o celulă.

Balena albastrăÎntr-o zi un alt animal va fi mai mare decât balena albastră, dar acesta nu va fi o altă balenă. Credit: EPA

De atunci lucrurile s-au mai accelerat puţin și, odată cu marea diversificare a formei corpului, animalele au devenit tot mai mari. Într-adevăr, cel mai mare animal care a trăit vreodată, balena albastră, încă înoată prin oceanele planetei, deşi acesta a apărut pe Pământ în urmă cu doar câteva milioane de ani, o perioadă de timp ce reprezintă o simplă clipire de ochi în lunga istorie a vieții marine.

Această tendință de creştere a dimensiunilor corporale în procesul de evoluţie al speciilor a devenit cunoscută sub numele de Regula lui Cope, după numele paleontologului american Edward Drinker Cope. Regula lui Cope a fost susţinută sau contestată în sute de studii, cu privire la numeroase linii evolutive ale unor animale, pe parcursul secolului trecut. Într-un nou studiu apărut recent în revista Science ni se prezintă, probabil, cel mai cuprinzător test al valabilitaţii acestei reguli.

Speciile marine devin tot mai mari

O echipă de cercetători, condusă de Noel Heim de la Stanford University, a analizat informaţiile obţinute pe baza fosilelor cu privire la mărimea corpului pentru mai mult de 17.000 de tipuri de specii marine care au trăit de la începutul Cambrianului, în urmă cu 542 de milioane de ani. Rezultatele sunt clare: dimensiunile medii şi maxime ale organismelor marine au crescut substanțial în această perioadă de timp, în timp ce mărimea minimă a rămas aproximativ constantă.

Într-o anumită măsură acest lucru poate părea inevitabil: dacă organismele sunt mici la începutul vieţii, atunci singura posibilitate este ca acestea să devină mai mari. Anumite caracteristici ale evoluției speciilor necesită o creştere a mărimii corpului. De exemplu, cele mai mici vertebrate sunt, în mod inevitabil, mai mari decât cele mai mici nevertebrate, deoarece este nevoie de o anumită mărime a corpului pentru a cuprinde toate organele vertebratelor.

De asemenea, animalele marine cu sânge cald, cum ar fi balenele, sunt ferite de hipotermie doar dacă au mai mult de aproximativ un metru lungime. În concluzie, invadarea mărilor de către strămoșii mamiferelor marine din prezent a impus o nouă limită cu privire la mărimea minimă a corpului în rândul acestora, ceea ce a afectat şi mărimea medie a corpului în rândul acestor specii marine.

Edward Drinker Cope

Edward Drinker Cope

În noul studiu, Heim şi colegii săi au verificat dacă creșterea observată a mărimii speciilor marine ar putea fi explicată printr-o simplă evoluţie aleatoare, caz în care mărimea corpului poate să varieze în mod aleatoriu la fiecare ramificare din „pomul vieții”. De asemenea, ei au verificat şi o variantă modificată a acestei ipoteze în care au impus o mărime minimă posibilă, astfel încât variaţia mărimii corpului se poate produce la întâmplare, dar aceasta trebuie „să revină” la o valoare anterioară dacă o filiație a atins mărimea limita inferioară.

Niciunul dintre aceste modele teoretice nu s-a potrivit cu datele observaţionale. În schimb, acestea au evidenţiat faptul că doar o selecție preferenţială pentru dimensiunile mai mari ale corpului – ca urmare a multiplelor avantaje conferite de o mărime mai mare a corpului – poate explica tendinţele observate.

Perioada giganților

Concluzia de mai sus înseamnă că toate creaturile marine vor continua, în mod inexorabil, să devină din ce în ce mai mari până când oceanele se vor umple cu monștri? Nu chiar. Dimensiunea minimă nu s-a schimbat și, pentru a trece pentru un moment de la evoluţie la ecologie, se ştie că cele mai multe specii sunt mici. În mediul marin această caracteristică este mult mai evidentă, deoarece lanțul trofic marin este, de obicei, structurat pe baza speciilor având o mărime mai mare, organismele mai mari le mănâncă pe cele mai mici. Este nevoie de o mulțime de pești mici pe post de hrană pentru un pește mai mare, astfel încât singura cale prin care se poate stabili un lanţ trofic este aceea ca organismele mici să fie mai numeroase decât prădătorii lor mai mari.

Mai mult, Heim şi colegii săi au arătat că cea mai mare parte a creșterii globale a mărimii corpului speciilor marine se explică prin evoluția unor noi grupuri majore, cu toate modificările anatomice și fiziologice pe care le implică. Multe animale gigant din oceane au atins deja, mai mult sau mai puțin, mărimea maximă la care pot ajunge, având în vedere limitele fizice și fiziologice.

Într-un studiu fascinant denumit Sizing Ocean Giants, publicat în revista PeerJ la începutul acestui an, biologul marin Craig McClain şi colegii săi au prezentat factorii care limitează mărimea multor specii marine. Printre aceştia se numără riscul de prindere în tentaculele unor meduze, limitările fiziologice de pompare a apei peste branhii la peștii de mari dimensiuni sau dependența balenelor albastre de crustaceii pe care-i mănâncă.

În cazul celor mai multe grupuri de animale marine este puțin probabil ca membrii acestora care au mărimea cea mai mare să continue să evolueze. Deci, chiar dacă Regula lui Cope se aplică în continuare, este puţin probabil ca în viitor oceanele să fie populate cu pești având mărimea unor balene și cu balene având mărimea unor tancuri petroliere. În schimb este mult mai probabil să existe alte specii gigant pe care noi în prezent nu le cunoaştem.

Factorul uman

În prezent Regula lui Cope mai are un rival important în evoluţia speciilor și acesta este factorul uman.

Specia umană este foarte eficientă în a elimina animalelor mari cu care interacţionează. Aşa cum McClain şi colegii săi au afirmat (deși acest lucru este valabil şi în cazul celor mai vânate animale marine): „datorită pescuitului și a altor acţiuni ale omului, este probabil ca membrii unor specii să nu ajungă la vârsta maxim posibilă sau la mărimea maximă”. În cazul unor specii, precum ar fi cambula și codul, pescuitul a constituit o selecție în rândul peştilor având mărimi mai mici. Odată cu conştientizarea riscului de extincție din mări şi oceane, oamenii nu se mai pot baza pe faptul că animalele gigant din acestea vor exista în continuare.

Desigur, încă nu ştim dacă selecția speciilor cauzată de acţiunea umană va rămâne un competitor adevărat pentru Regula lui Cope pe termen lung. Într-adevăr, așa cum se arată în această nouă cercetare, extincțiile în masă anterioare au condus la o creștere bruscă a corpului printre supraviețuitori. Deci, cine știe? Poate că Regula lui Cope se va impune din nou şi tendința de creştere a dimensiunilor corporale în procesul de evoluţie al speciilor va continua în pofida extincțiilor cauzate în prezent de factorul uman.

Traducere după Sea creatures will get bigger and bigger (if we don’t eat them first)