Jak velká mohou být zvířata?

Zvířata, zejména ta na souši, nemohou růst donekonečna. Hlavní důvod tkví v geometrii. Největším zvířetem, které kdy na Zemi chodilo, byl pravděpodobně dinosaurus Argentinosaurus, mohutný titanosaurus o hmotnosti 70 tun, který žil asi před 90 miliony let v období svrchní křídy. Pro srovnání - dnes je nejtěžším zvířetem na zemi slon africký (Loxodonta), který váží méně než 7 tun. Ale mohlo by ho někdy nějaké zvíře překonat? Existuje limit, jak velké zvíře může být? Možná nejtěžším zvířetem, které kdy žilo, je plejtvák obrovský (Balaenoptera musculus) s průměrnou váhou 150 tun, ten ovšem žije ve vodě.

Přinejmenším teoreticky může existovat pro suchozemská zvířata pevný limit vynucený zákony matematiky a fyziky, a ten je asi 120 tun. Felisa Smithová, profesorka paleoekologie na univerzitě v Novém Mexiku, říká: „Chěl-li byste být na zemi zvířetem větším než 120 tun, pak by vaše nohy, aby podporovaly vaše tělo, musely být tak široké, že byste nemohl efektivně chodit“. Smithová odkazuje na zákon poměru povrchu a objemu, matematický princip, který poprvé popsal Galileo Galilei jako „poměr dvou objemů je větší než poměr jejich povrchů“. Jinými slovy, jak se zvíře zvětšuje, jeho objem roste rychleji než jeho povrch, takže větší zvířata potřebují mnohem větší končetiny, aby udržela svou váhu. Pokud bychom slona zvětšili, jeho objem, a tedy i hmotnost, by rostl jako x³, zatímco povrch těla, a tedy i jeho končetiny by rostly jen jako x². Pokud se velikost zvířete výrazně zvýší, jeho svalová síla se výrazně sníží, protože průřez jeho svalů, určující jejich sílu, se zvýší úměrně druhé mocnině, zatímco jeho hmotnost se zvýší úměrně třetí mocnině. Výsledkem je, že kardiovaskulární funkce jsou silně omezeny. Síly, které může vyvolat sval, nebo síla kosti určující její pevnost, jsou úměrné jejich průřezovým plochám; hmotnost zvířete je však úměrná jeho objemu. Fyzikálně-fyziologických vztahů je víc. Rychlost, kterou lze ze vzduchu extrahovat kyslík, je úměrná ploše plic; rychlost, jakou je potrava trávena a absorbována, je úměrná vnitřnímu povrchu střeva; rychlost, kterou se ztrácí teplo, je úměrná povrchu těla. Ale rychlost, kterou musí být dodáván kyslík nebo potrava, nebo rychlost, kterou se teplo vyrábí, je úměrná hmotnosti (tedy také objemu) zvířete. 

Co dostatek jídla? 

Fyzika však není jediným omezením velikosti zvířat. Kdyby tomu tak bylo, žili bychom ve světě plném 100tunových suchozemských zvířat. Významným faktorem je také dostupnost zdrojů – megafauna musí hodně jíst. Zvířata, která žijí v produktivnějším prostředí s vysoce kvalitními potravinami, jsou obecně schopna mít větší maximální velikost těla. Velryby i sloni žijí v prostředí bohatém na živiny. Požadavky na živiny také vysvětlují, proč plazi, např. titanosauři, vyrostli do mnohem větších rozměrů, než největší suchozemští savci. Vzhledem k tomu, že teplokrevní savci mají rychlejší metabolismus, vyžadují asi 10× větší množství potravy na podporu dané velikosti těla než plazi. Plazi mají nižší tělesnou teplotu a pomalejší metabolismus, takže si mohou dovolit jíst méně a mohou růst při kalorickém rozpočtu, který by pro savce nestačil. Největší dinosauři v suchozemských oblastech byli asi 10× větší než největší savci.

Modré velryby, které mohou vážit asi 165 tun a jsou teplokrevnými savci, jsou do očí bijící výjimky z několika z těchto pravidel. Jejich úspěch vysvětluje prostředí, ve kterém žijí. Mořská megafauna může využít svého vztlaku ve vodě k tomu, aby se zvětšila, aniž namáhá své svaly a kosti (Archimédův zákon). A pokud jde o jídlo, mají velryby k dispozici kilometry otevřeného oceánu, kterým cestují za potravou. Oceány poskytují bohaté zdroje živin pro zvířata, která jsou mobilní a vynalézavá. 

Byli tu, ale vyhynuli 

Po stovky milionů let byla megafauna všudypřítomná. Během posledních 20 000 let, což je v evolučním měřítku pouhé mrknutí oka, megafauna téměř vymizela. Velcí suchozemští savci, jako jsou sloni a nosorožci, jsou na ústupu, existují pouze v určitých částech světa. Několik skupin mořské megafauny, jako jsou velryby, se neustále potácí na pokraji vyhynutí. Kam se tedy poděli všichni obři?

Většinu z nich eliminovali lidé. Mamuty, slony, bizony, velké šelmy - eliminovali jsme 90 % velkých zvířat, možná více. Lidé jsou také hlavní překážkou oživení těchto velkých druhů. Jsme dominantní druh a žádné zvíře se pod naší hegemonií nezvětší. Šance, že by znovu vyrostlo něco tak velkého, jako je křídový dinosaurus, je nepravděpodobná. 

Zdroj: How big can animals get? | Live Science