Bilim insanları uzun zamandır deniz memelilerinin neden karadaki memelilerden çok daha büyük olma eğiliminde olduğu konusunda kafa yoruyor. Özellikle deniz memelilerinin evrimsel süreçte karadan denize dönmüş olması göz önünde bulundurulduğunda bu daha da ilgi çekici bir soru haline geliyor.
3859 canlı, 2999 fosil deniz memelisi üzerine yaptıkları araştırmada Stanford Üniversitesi'nden William Gearty ve meslektaşları, günümüzde okyanuslarda yaşayan dört deniz memelisi grubundan üçünün ortalama 500 kilogramlık bir kütleye sahip olduğunu, ancak karada yaşamış ataları ve günümüzde hala karada yaşayan akrabalarının ortalama kütlesinin 1-100 kilogram arasında olduğunu tespit etti.
Araştırmaya göre deniz memelileri ayrıca kara memelilerine göre ortalama kütleden daha az sapma gösteriyor, bu da denizel yaşamın vücut büyüklüğü üzerinde daha büyük bir kısıtlama olduğunu düşündürüyor.
Figür 1: Tırtaklarla birlikte yüzen bir Bryde balinası, Credit: Jordi Chias/NPL/Getty
Deniz memelilerinin neden karada yaşayan akrabaları ve atalarından daha büyük olduğunu anlamak için gelin önce karadaki akrabalarının neden onlar kadar büyüyemediğine bir bakalım.
Bunun temel sebebi, karada yerçekimi etkisinin suya kıyasla çok daha yüksek hissedilmesi. Bu koşullar altında daha büyük bir vücuda sahip olmak, canlının kendi vücut ağırlığı altında ezilmesini yol açar. Vücut ağırlıklarını taşıyabilecek bir iskelet sistemi geliştirmiş olsalardı bile, en ufak bir hareket için bile gereken enerji o kadar fazla olur ki, hayvanın kendi yaşamını sürdürmesi mümkün olmaz. Deniz memelilerinin ise karada bulunmayan bir silahları var: kaldırma kuvveti. Suyun uyguladığı kaldırma kuvveti sayesinde kendi ağırlıkları altında ezilmedikleri gibi, vücutlarındaki yağ dokunun oranıyla kazandıkları yüzerlik sayesinde de belirli bir derinlikte sabit kalma ya da dikey hareketleri esnasında yoğun bir enerji harcamazlar.
İkinci bir sebep ise karasal memelilerin habitatlarının kısıtlı olması. Gezegenimizin yalnızca %29’unun kara olmasına karşın Dünya’nın %71’i deniz memelilerine kalmış durumda. Kabul gören hipotezlerden biri, daha büyük habitatlara sahip olmalarının memelilerin daha büyük boyutlara genişlemesine izin vereceğini söylüyor.
Karadaki memelilerin neden daha fazla büyüyemediğini artık biliyoruz. Peki deniz memelileri neden küçük kalmadılar?
Bu sorunun cevabıysa vücut sıcaklığında saklı. Deniz memelileri de diğer memeliler gibi vücut sıcaklıklarını belirli bir aralıkta tutmak zorundadırlar, bu sıcaklık aynı insanlarda olduğu gibi 37°C’dir. Habitatları olan su ise 37°C’den çok daha soğuktur dolayısıyla devamlı ısı kaybederler. Bu ısı kaybı vücutlarının yüzey alanı ve hacmiyle orantılıdır: Bir hayvanın yüzey alanı/hacim oranı ne kadar büyükse, hacmine oranla o kadar fazla ısı kaybeder. Hayvan küçüldükçeyse bu oranın değeri artar, yani hayvan hacmine oranla daha fazla ısı kaybeder. Bu enerji dengesi deniz memelilerinin minimum vücut boyutu sınırını belirler.
Madem daha büyük olmak ısı kaybını azaltıyor, deniz memelileri neden daha da büyük değiller?
Burada ise devreye beslenme girer. Daha büyük bir vücut daha fazla enerji harcar, dolayısıyla da daha fazla besin tüketmeyi gerektirir. Böylesi bir vücut büyüklüğünü sürdürmek için ihtiyaç duyulan av miktarını yakalamak ise, avın sağlayabileceği enerji miktarından daha pahalıya mal olur. Yani hayvanın kazanacağı enerji, harcadığı enerjiden fazla olur ki bir canlının bu enerji düzeninde yaşamını sürdürmesi mümkün değildir. Sonuç olarak deniz memelilerinin boyutsal üst sınırını da beslenme olanakları ve enerji dengesi belirler diyebiliriz. Yazarlar, en büyük deniz memelilerinin filtre beslenmeye yönelerek bu kısıtlamadan kısmen kaçınmış olabileceğini söylüyor. En büyük deniz memelileri olan mavi balinalar, bilindiği üzere filtre beslenme yöntemiyle planktonlarla beslenir. Planktonların çokluğu ve tüketiminin neredeyse enerji harcamaması sayesinde mavi balinalar av arama ve tüketme sırasında oldukça az enerji harcarlar. Dolayısıyla beslenmelerinden kazandıkları enerji verimi oldukça yüksektir. Böylece faal avcı orkalar gibi diğer deniz memelisi akrabalarına göre çok daha büyük boyutlara erişirler.
Kısacası, küçük deniz memeliler suda hızla ısı kaybederken çok büyük deniz memelileriyse daha küçük olanlara kıyasla yiyecek bulmada daha verimsizdir. Bu kısıtlamalar da deniz memelilerine uygun vücut büyüklüğü için nispeten dar bir aralık bırakır.
Yazar: Yankı Balaban
Referanslar:
Gearty, W., McClain, C. R., & Payne, J. L. (2018). Energetic tradeoffs control the size distribution of aquatic mammals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(16), 4194–4199. https://doi.org/10.1073/pnas.1712629115
Why marine mammals outweigh their landlubber relatives. (2018). Nature, 556(7699), 9–9. https://doi.org/10.1038/d41586-018-04008-4