Tanto las ballenas dentadas como las barbadas (alimentación por filtro) se encuentran entre los animales más grandes que existen. Las ballenas azules, que miden hasta 100 pies (30 metros) de largo y pueden pesar más de 150 toneladas, son los animales más grandes en la historia de la vida en la Tierra.
Aunque las ballenas han existido en este planeta durante unos 50 millones de años, solo evolucionaron para ser verdaderamente gigantescas. los últimos cinco millones de años más o menos. Los investigadores tienen poca idea lo que limita su enorme tamaño. ¿Cuál es el ritmo de vida a esta escala y cuáles son las consecuencias de ser tan grande?
Como científicos que estudian ecología, fisiología y evolución, estamos interesados en esta pregunta porque queremos conocer los límites de la vida en la Tierra y qué les permite a estos animales vivir en esos extremos.
en un estudio recientemente publicado, mostramos que el tamaño de las ballenas está limitado por las estrategias de alimentación muy eficientes de las ballenas más grandes, que les permiten ingerir muchas calorías en comparación con la energía que queman mientras se alimentan.
Ballena jorobada y científicos en la Antártida. (Laboratorio Goldbogen, Stanford University / Duke University Marine Robotics and Remote Sensing, tomado bajo permiso ACA / NMFS # 14809, CC BY-ND)
Formas de ser una ballena
Las primeras ballenas en la Tierra tenían cuatro extremidades, parecía algo así como perros grandes y vivieron al menos parte de sus vidas en tierra. A sus descendientes les llevó aproximadamente 10 millones de años desarrollar un estilo de vida completamente acuático, y aproximadamente 35 millones de años más para que las ballenas se convirtieran en los gigantes del mar.
Una vez que las ballenas se volvieron completamente acuáticas hace unos 40 millones de años, los tipos que tuvieron éxito en el océano fueron ballenas barbadas, que se alimentan filtrando el agua de mar a través de filtros de barba en la boca, o ballenas dentadas que cazaban a sus presas usando ecolocalización.
A medida que las ballenas evolucionaron a lo largo de estos dos caminos, un proceso llamado surgencia oceánica se intensificaba en las aguas a su alrededor. La corriente ascendente ocurre cuando fuertes vientos que corren paralelos a la costa alejan las aguas superficiales de la costa, arrastrando aguas frías y ricas en nutrientes del océano profundo. Esto estimula las floraciones de plancton.
El proceso de surgencia. (NOAA)
Una surgencia más fuerte creó las condiciones adecuadas para la presa de las ballenas barbadas, como krill
Registros fósiles mostrando que los linajes de las ballenas barbadas por separado se volvieron gigantes, todos al mismo tiempo respaldan esta opinión.
Tragos realmente grandes
¿Hay un límite de cuán grandes pueden llegar a ser las ballenas? Abordamos esta pregunta recurriendo a la energía animal: el estudio de cuán eficientemente los organismos ingieren presas y convierten la energía que contiene en masa corporal.
Ampliar se basa en matemáticas simples: si una criatura puede ganar más calorías de las que gasta, se vuelve más grande. Esto puede parecer intuitivo, pero demostrarlo con datos recopilados de ballenas de vida libre fue un desafío gigantesco.
Para obtener la información, nuestro equipo internacional de científicos adjuntó etiquetas de alta resolución con ventosas a las ballenas para que podamos rastrear su orientación y movimiento. Las etiquetas registraron cientos de puntos de datos por segundo, luego se separaron para la recuperación después de aproximadamente 10 horas.
Al igual que un Fitbit que usa el movimiento para registrar el comportamiento, nuestras etiquetas midieron con qué frecuencia las ballenas se alimentan debajo de la superficie del océano, qué tan profundo se zambulló y cuánto tiempo permanecieron en la profundidad.
Queríamos determinar la eficiencia energética de cada especie: la cantidad total de energía que obtuvo del forrajeo, en relación con la energía que gastó en encontrar y consumir presas.
Etiquetado ballena azul frente a la costa de Big Sur, California. (Duke Marine Robotics & Remote Sensing bajo NMFS permit 16111, CC BY-ND)
Los datos en este estudio fueron proporcionados por colaboradores que representan a seis países. Sus contribuciones representan decenas de miles de horas de trabajo de campo en el mar recolectando datos sobre ballenas vivas de polo a polo.
En total, esto significó etiquetar 300 ballenas dentadas y barbadas de 11 especies, que van desde cinco pies de largo marsopas de puerto a Ballenas azulesy registrando más de 50,000 eventos de alimentación.
Tomados en conjunto, demostraron que el gigantismo de las ballenas es impulsado por la capacidad de los animales para aumentar su ganancia de energía neta utilizando mecanismos especializados de alimentación.
Nuestro hallazgo clave fue que ballenas barbadas que se alimentan de estocadas, que engullen enjambres de krill o peces forrajeros con enormes tragos, aprovechan al máximo su dinero. A medida que estas ballenas aumentan de tamaño, usan más energía, pero su tamaño de trago aumenta aún más dramáticamente.
Esto significa que cuanto más grandes son las ballenas barbadas, mayor es su eficiencia energética. Sospechamos que el límite superior del tamaño de las ballenas barbadas probablemente se establece por el alcance, la densidad y la persistencia estacional de sus presas.
Ballenas dentadas grandes, como cachalotes, alimentarse de presas grandes ocasionalmente incluyendo los legendarios calamar gigante. Pero solo hay tantos calamares gigantes en el océano, y son difíciles de encontrar y capturar. Con mayor frecuencia, las ballenas dentadas grandes se alimentan de calamares medianos, que son mucho más abundantes en las profundidades del océano.
Debido a la falta de presas lo suficientemente grandes, descubrimos que la eficiencia energética de las ballenas dentadas disminuye con el tamaño del cuerpo, lo contrario del patrón que documentamos para las ballenas barbadas. Por lo tanto, creemos que los límites ecológicos impuestos por la falta de presas de calamar gigante impidieron que las ballenas dentadas evolucionaran con tamaños corporales mayores que los cachalotes.
Escalado de la eficiencia energética en ballenas dentadas y ballenas barbadas. (Alex Boersma, CC BY-ND)
Una pieza de un rompecabezas más grande
Este trabajo se basa en investigaciones previas sobre el evolución del tamaño del cuerpo en ballenas. Quedan muchas preguntas. Por ejemplo, dado que las ballenas desarrollaron gigantismo relativamente recientemente en su historia evolutiva, ¿podrían evolucionar para ser aún más grandes en el futuro? Es posible, aunque puede haber otras restricciones fisiológicas o biomecánicas que limitan su estado físico.
Por ejemplo, un estudio reciente que midió la frecuencia cardíaca de la ballena azul demostró que la frecuencia cardíaca estaba cerca de su máximo incluso durante el comportamiento rutinario de alimentación, lo que sugiere un límite fisiológico. Sin embargo, esta fue la primera medición y se necesita mucho más estudio.
También nos gustaría saber si estos límites de tamaño se aplican a otros animales grandes en el mar, como los tiburones y las rayas, y cómo el consumo de inmensas cantidades de presas por las ballenas barbadas afecta los ecosistemas oceánicos. Por el contrario, a medida que las acciones humanas alteran los océanos, ¿podrían afectar el suministro de alimentos de las ballenas? Nuestra investigación es un recordatorio aleccionador de que las relaciones en la naturaleza han evolucionado durante millones de años, pero podrían interrumpirse mucho más rápidamente en el Antropoceno. 
Matthew Savoca, Investigador postdoctoral, Universidad Stanford; Jeremy Goldbogen, Profesor asistente de biología, Universidad Stanfordy Nicholas Pyenson, Investigador geólogo y curador de mamíferos marinos fósiles, Institución Smithsonian.
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