Jak dlouho žijí žraloci? O délce života mořských predátorů.
Jak již víme, ve vodách Světového oceánu (a dokonce i sladkovodních útvarech) žije několik stovek druhů žraloků. Všechny se liší vzhledem, velikostí těla, životním stylem a anatomickými rysy. Zástupci některých druhů ostnatých žraloků nedorůstají více než pár decimetrů a žraloci velrybí a velrybí (mimochodem zcela neškodní) mohou dosáhnout délky více než deset metrů. Jak dlouho žijí tito dávní zástupci fauny naší planety? Jaká by mohla být jejich věková hranice?
Při určování věku jakéhokoli vyššího zvířete lze mnoho informací získat studiem jeho kostní tkáně. V tomto případě je možné určit stáří nejen živého tvora, ale i dávno vyhynulého tvora, který má (nebo měl) kostru. Technologie určování stáří připomíná proces určování stáří stromů – počítáním letokruhů.
Žraloci ale nemají kostní tkáň kromě zubů. Je pravda, že mezi těmito predátory jsou zástupci sjednocení v řádu žraloků ve tvaru katran a mající kostní útvary na těle – nejčastěji trny na hřbetních ploutvích. Právě pro selachy ve tvaru katranu byla nyní vyvinuta víceméně uspokojivá metoda pro určení věku a jsou získány celkem spolehlivé výsledky.
Vědci se snaží určit stáří žraloků podle struktury chrupavčitých obratlů kostry, ale tento vývoj je stále ve fázi experimentů a výzkumu. Proto zatím můžeme získat spolehlivé údaje o stáří žraloků různých druhů (kromě žraloků divokých) pouze na základě studia označených exemplářů nebo exemplářů chovaných v zajetí.
Na základě těchto pozorování a experimentů vědci dospěli k závěru, že většina druhů žraloků se může dožít 30–40 let, ale ve volné přírodě se zřídka dožívají více než dvou desetiletí a stávají se obětí silnějších nepřátel, patogenů a parazitických mikroorganismů nebo s přímým zapojením člověka. – rozumné.
Rychlost růstu těla žraloků během života není jednotná. V prvních letech života (3-7 let) mláďata rychle přibývají na váze a výšce. Průměrný roční přírůstek v tomto období může dosáhnout 10-12 cm (nebo až 12 % délky těla). Samice přitom rostou poněkud pomaleji než samci. Zřejmě za to může velká spotřeba živin z těla pro tvorbu a zrání vajíček. Následně se rychlost růstu žraločích těl znatelně snižuje a po dosažení pohlavní dospělosti se stávají nevýznamnými. Lze předpokládat, že maximální velikost žraloků není o mnoho větší než velikost, ve které dosahují pohlavní dospělosti.
Arktičtí žraloci jsou považováni za nejdéle žijící moderní selachy. Tyto velké ryby mohou žít až 100 let nebo více. Milovníci ledové koupele vděčí za svou dlouhověkost pomalým procesům v těle. Zdá se, že jsou v neustálém polospánku (mimochodem, Američané těmto žralokům říkají ospalí žraloci), čímž šetří síly a živiny. Odměnou za pomalost je dlouhá životnost.
Velmi dlouho žijí i další mořští obři – žraloci velryby, dlouhoploutví a velkoústí. Jejich stáří může dosáhnout i 100 let. Metabolické procesy v těle těchto žraloků jsou o něco aktivnější než u polárních žraloků, ale přesto nejsou zdaleka tak rychlé jako u útesových nebo teplovodních predátorů. Pomalý růst těla a pozdní dosažení „dospělého“ věku ovlivňuje celkovou délku života – vždyť potřebují čas, aby zanechali na Zemi svou stopu v podobě několika vrhů plnohodnotných potomků.
Inu, obyvatelé tropických a teplých zeměpisných šířek se musí spokojit jen s několika desítkami let plnohodnotného života, které jim příroda přidělila. Během této doby potřebují mít čas vyrůst a porodit děti (nebo snést vajíčka). Rychle rostou – životní podmínky jsou pohodlné, jídla je více než dost. Z tohoto důvodu probíhá vývoj a růst těla u těchto žraloků mnohem rychleji než u obyvatel studených vod.
Jak bylo uvedeno výše, tato dvě až tři desetiletí života jsou strávena v neustálém a nelítostném boji o existenci a přežití, takže ne všechna žraločí mláďata, která se narodí, přežijí do dospělosti.
Studium čoček očí grónského žraloka (Somniosus microcephalus) ukázal, že stáří jeho velkých jedinců je asi 400 let. Navíc taková délka života je u tohoto druhu pravidlem, nikoli výjimkou. Žralok grónský je podle všeho nejdéle žijícím žijícím obratlovcem.
Smrt je kupodivu relativně novým vynálezem evoluce. První obyvatelé planety Země, bakterie a archaea, byli potenciálně nesmrtelní. Jednobuněční tvorové mohou samozřejmě zemřít z různých vnějších příčin, ale nemají naprogramovanou smrt, která nutně završuje každý životní cyklus a vede ke vzniku mrtvoly. Objevuje se spolu s mnohobuněčností spojenou se sexuální reprodukcí. V roce 1914 o tom napsal poměrně slavný zoolog, profesor Evgeniy Aleksandrovich Shultz:
«Příroda měla všechny prostředky, jak učinit jednotlivce nesmrtelným, ale zvolila pro něj smrt. Místo neustálého omlazování jednotlivých orgánů – prostřednictvím omlazení jejich buněk – zvolila omlazení celého organismu pomocí jediné buňky. Vzala nám nesmrtelnost a na oplátku nám dala lásku.“.
Vypadá to, že Schultz měl pravdu. Z žádných známých přírodních zákonů nevyplývá, že jakýkoli mnohobuněčný organismus musí nutně stárnout a zemřít. Nyní například víme, že jednotlivé korálové polypy mohou žít déle než čtyři tisíce let a není důvod se domnívat, že tento věk je limitem (EB Roark et al., 2009. Extrémní životnost u proteinových hlubokomořských korálů ). Pravda, toto bylo stanoveno pro polypy, ve kterých je jedinec součástí kolonie. Nezávislé organismy, a zejména ty se složitým nervovým systémem, mají zpravidla omezenou délku života – pro každý druh se liší.
Například se ukázalo, že u savců je délka života nepřímo úměrná rychlosti metabolismu a přímo souvisí s relativní velikostí mozku (MA Hofman, 1983. Energetický metabolismus, velikost mozku a dlouhověkost u savců). U jiných zvířat jsou tyto závislosti pravděpodobně heterogennější a složitější. Mezi savci však existují zvláštní případy. Nejznámější z nich je nahá krysa (Heterocephalus glaber), africký hlodavec, který je eusociální, jako společenský hmyz. Kolonie krys je v mnoha ohledech jako termitiště – skládá se z „královny“ (reprodukující se samice), jejích dvou nebo tří „manželů“ a několika desítek „dělnic“ obou pohlaví, kteří se nerozmnožují. Současně nahé krtčí krysy prakticky nestárnou a mohou žít více než 30 let; pro savce této velikosti jde o ojedinělý případ (viz Genom krysy nahé – klíč k tajemství dlouhověkosti? „Elements“, 11.11.2011. XNUMX. XNUMX). Absence stárnutí, vedoucí k obrovskému prodloužení délky života – desetkrát ve srovnání s myšmi a potkany – umožňuje pracujícím jedincům, kteří nevynakládají prostředky na vlastní reprodukci, starat se o mnoho generací novorozených potomků královny v řádek. Nejzajímavější na tomto příběhu je ale schopnost „vypnout“ stárnutí, pokud o to existuje evoluční „požadavek“. Nahé krtčí krysy nám ukazují, že tato možnost existuje. A zde se otevírá obrovské pole pro výzkum.
K jakým hodnotám může v zásadě sahat individuální délka života složitého mnohobuněčného živočicha – například obratlovce a existuje zde vůbec nějaká přirozená hranice? Chcete-li to zjistit, musíte nejprve pochopit, jak dlouho skutečně žijí obratlovci v přírodě. A to není vždy snadné. Ale postupně se hromadí fakta. Novou zajímavou informaci na toto téma nedávno vědcům představil grónský polární žralok (obr. 1).
Žralok grónský (Somniosus microcephalus) je druh žraloka široce rozšířený v severním Atlantiku. Jedná se o největší rybu, která neustále žije v arktických vodách; Obvyklá velikost dospělých jedinců je 4–5 metrů. Grónští žraloci přitom rostou docela pomalu – centimetr za rok. To znamená, že existuje důvod se domnívat, že největší z nich může být starý 400–500 let nebo více. Pokud by se to potvrdilo, žralok grónský by byl pravděpodobně nejdéle žijícím žijícím obratlovcem.
Ale jak víte, jak starý je žralok? Nejčastěji se stáří ryb určuje podle kostí (jsou na nich otištěny stopy ročního růstu v podobě destiček nebo pruhů). Potíž je v tom, že žralok je chrupavčitá ryba a v jeho těle prostě není jediná kost. Dánští a norští mořští biologové, kteří se rozhodli zjistit délku života grónských žraloků, proto byli nuceni přijít s jiným přístupem. Zkoumali čočku, část oka, která funguje jako optická čočka u žraloků i lidí.
Proč zrovna objektiv? Faktem je, že tento orgán má jednu jedinečnou vlastnost. Transparentní proteiny, ze kterých je čočka převážně složena – krystaliny – jsou v ní díky své funkci obsaženy a prakticky se nepodílejí na metabolismu. A ve středu čočky, v jejím takzvaném jádru, mohou zůstat po celý život molekuly bílkovin, které se tam nahromadily ještě před narozením. Je zřejmé, že stáří těchto molekul se bude rovnat věku celého zvířete.
Stáří proteinů jádra žraločích čoček bylo stanoveno klasickou radiokarbonovou metodou, tedy poměrem různých typů atomů uhlíku (viz Radiometrické datování). Tato metoda se obvykle používá k datování např. archeologických vzorků. Pro žijící moderní zvířata se používá mnohem méně často, i když tomu technicky nic nebrání. V tomto případě měli vědci k dispozici 28 žraloků různých velikostí – od 81 do 502 cm, jinými slovy, největší žralok měl pět metrů. Tak velké množství materiálu mělo dát jasnou odpověď na otázku, která vědcům vrtala hlavou.
Předně se ukázalo, že tři nejmenší žraloci se narodili po začátku 1960. let, tedy nemohou být o moc starší než půl století. Faktem je, že na přelomu 1950. a 1960. let 14. století obsah „těžkého“ radioaktivního uhlíku (25 C) v oceánské vodě prudce vyskočil kvůli tehdy započatým jaderným testům. Tento jev se nazývá „vrchol bomby“ nebo „puls bomby“. Obsah „těžkého“ uhlíku v čočkách tří nejmenších žraloků ukazuje, že se narodili již v éře „pulsu bomby“. Ale v čočkách všech ostatních XNUMX žraloků se obsah „těžkého“ uhlíku, jak se očekávalo, ukázal být znatelně nižší: narodili se dříve, než lidstvo zvládlo atomovou energii.
Co se stane vedle „těžkého“ uhlíku 14 C? Rozkládá se a rychlost tohoto procesu nijak nezávisí na vnějších podmínkách: proto podíl 14 C v uhlíku, který je v daný okamžik součástí objektu, může sloužit jako jakási ruka na stavěném -v hodinách. Ve skutečnosti je měření frakce 14 C podstatou radiouhlíkové metody. V našem případě je zřejmé, že čím nižší je podíl 14 C v proteinech jádra čočky daného žraloka, tím je žralok starší. Zde samozřejmě existují nejrůznější opravy a tolerance, ale obecně s takovými údaji můžete poměrně spolehlivě vypočítat roky narození žraloků.
Ukázalo se, že čím větší je žralok, tím větší je odhad jeho stáří získaný radiokarbonovým datováním (jehož použití samo o sobě nemá s velikostí ryby nic společného). Tato závislost je pozorována stabilně (obr. 2). To znamená, že metoda funguje. Vědce samozřejmě zajímala především „data narození“ dvou největších žraloků – pětimetrových (jejich přesné délky jsou 493 cm a 502 cm). Takže věk jednoho z těchto žraloků byl nakonec odhadnut na 335 ± 75 let a věk druhého na 392 ± 120 let. To znamená, že nejstarší žralok mohl klidně plavat v severním Atlantiku již v první polovině XNUMX. století, kdy car Michael vládl Rusku a v Evropě byla v plném proudu třicetiletá válka.
Obr. 2. Závislost „uhlíkového stáří“ žraloků (vypočteno z obsahu izotopu 14 C v jádře čočky) na jejich velikosti. Ilustrace z článku diskutovaného v Věda, se změnami
Mezitím mohou být žraloci grónští dlouzí také šest metrů (soudě podle referenčních knih je jejich maximální zaznamenaná délka 640 cm). Ještě zajímavější je, že je již dlouho známo, že samice žraloka grónského dosahují pohlavní dospělosti v délce asi čtyř metrů. A nyní lze na základě shromážděných dat tvrdit, že této délky dosahují ve věku přibližně 150 let. Teprve poté se žralok grónský stává dospělým.
Ukazuje se tedy, že žralok grónský je nejdéle žijícím obratlovcem na světě. Dříve byla považována za velrybu grónskou, která se může dožít nejméně 211 let (viz Na internetu se objevila nová databáze o očekávané délce života obratlovců AnAge – nejúplnější a nejpřesnější, „Elements“, 15.06.2009 ). Je zajímavé, že tento odhad byl také získán analýzou chemického složení oční čočky (JC George et al., 1999. Odhady věku a růstu velryb grónských (Balaena mysticetus) racemizací kyseliny asparagové). Žralok grónský ale takříkajíc žije ještě pomaleji. Obecně zde není nic překvapivého, nová data dobře zapadají do dobře známých trendů: s velkou velikostí a zjevně nízkou rychlostí metabolismu (v ledovém oceánu nemůže mít chladnokrevný živočich jiný) je poměrně pomalý vývoj; přírodní. Ale získaná konkrétní věková čísla jsou samozřejmě působivá. Zajímalo by mě, jestli jich někteří obratlovci mohou mít ještě více?
Zdroj: Julius Nielsen, Rasmus B. Hedeholm, Jan Heinemeier, Peter G. Bushnell, Jorgen S. Christiansen, Jesper Olsen, Christopher Bronk Ramsey, Richard W. Brill, Malene Simon, Kirstine F. Steffensen, John F. Steffensen. Radiocarbon oční čočky odhaluje staletí dlouhověkosti žraloka grónského (Somniosus microcephalus) // Věda. 2016. V. 353. č. 6300. S. 702–704.
