Die heutigen Wale sind riesig, aber warum sind sie nicht härter?

Wir leben in einer Zeit der Giganten. Das mag seltsam klingen, wenn riesige Dinosaurier oder riesige Bodenfaultiere fehlen. Aber es ist wahr: Der Blauwal, Balaenoptera musculus, ist das größte Tier, das je gelebt hat. Er ist über 30 Meter lang und wiegt ungefähr 100 Tonnen. Und dieser Riese ist kein Überbleibsel aus einer alten Epoche.

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Die heutigen enormen Wale sind das Ergebnis eines relativ jungen Wachstumsschubs.

Es ist leicht, die Weite vieler Wale als selbstverständlich zu betrachten, aber aus der Sicht eines Evolutionswissenschaftlers erscheint die Tatsache, dass sie sich zu so gigantischen Walen entwickelt haben, ziemlich unwahrscheinlich. Nicholas Pyenson, der Kurator fossiler Meeressäuger im Smithsonian National Museum of Natural History, verfolgt seit Jahrzehnten den langen Schwanz der Walentwicklung, von knochenreichen Wüsten bis hin zu den Meeren.

Ein Teil der Geschichte in seinem neuen Buch, Spying on Whales, dokumentiert, wie die heutigen Ozeanriesen so riesig wurden, wie sie sind.

„Wale haben eine geologische Vorgeschichte von mehr als 50 Millionen Jahren“, sagt Pyenson. „Aber sie haben erst in den letzten Millionen Jahren die Größe von Titanen erreicht.“ Was wir über die fossilen Hintergründe der Wale wissen, lässt Wale mehr als 200.000 Pfund wie heute wiegen Blau-, Flossen-, Bug- und Glattwale - relativ neu. Wie ist das passiert?

Erstens ist es nicht so, als ob nur eine Linie von Walen auf einfache Weise groß geworden wäre. „Aus dem Stammbaum der Großwale wissen wir, dass viele verschiedene Abstammungslinien unabhängig voneinander extreme Größen erreichen“, sagt Pyenson. Aber es gibt ein Muster, nach dem diese verschiedenen Wale übergroß wurden. In den letzten 4, 5 Millionen Jahren entwickelten sich extrem große Wale, die mit dem Auf und Ab der Eiszeiten zusammenfielen.

Eiszeitbedingungen waren ein Segen für die Filterfütterung von Walen, was bedeutete, dass das Aufkommen einer Eiszeit im Allgemeinen einen Wachstumsschub ankündigte. "Der Schub durch den Nährstoffabfluss an den Küsten sorgt in der wärmeren Jahreszeit für übermäßige Beute", sagt Pyenson. "Das sehen wir heute vor Alaska, Kalifornien oder Maine." Dies bot nicht nur ein Smorgasbord für Wale, sondern auch für Wale Wale sind ein Grund, weite Strecken zu wandern, um die saisonale Prämie zu nutzen. "Eiszeitmeere haben große Wale noch größer gemacht."

Hören Sie sich diese Episode von Sidedoor an, dem Smithsonian-Podcast, der tief in den einst aggressiv gejagten und als fast ausgestorben geltenden Grauwal eintaucht. Sie haben sich zu einer der am häufigsten vorkommenden Walarten im Nordpazifik entwickelt. Was hat sich geändert?

Mit zunehmender Größe wuchsen die Walknochen poröser. Hier ein Bild von Joseph Palmers Halbguss und Skelett eines Buckelwals aus dem Jahr 1885, kurz nachdem es im Nationalmuseum (dem heutigen Gebäude für Kunst und Industrie) installiert wurde. (Smithsonian Institutionsarchiv)

Abgesehen von den Veränderungen im Meer, die während des Pliozäns und des Pleistozäns auftraten, ermöglichten die Besonderheiten des Lebens im Meeresreich, dass einige Wale Größen erreichen konnten, die für Landtiere unerreicht waren. „Wassertiere leben in einer nahezu neutralen Umgebung“, sagt Joy Reidenberg, Anatomin am Mont Sinai. „Ihr Gewicht spielt also keine Rolle.“ Aus diesem Grund ist ein Wal viel schwerer als ein Dinosaurier der gleichen Größe. Der Supersaurus, der auf ungefähr die gleiche Länge wie der größte Blauwal geschätzt wurde, wog weniger als die Hälfte. Das ist auch der Grund, warum gestrandete Wale schnell in Gefahr geraten: An Land schädigt die Masse eines Wals seine Muskeln und setzt gefährliche Mengen eines Proteins frei, das als Myoglobin bezeichnet wird und zu Nierenversagen führen kann.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass anatomisch alles im Ozean vor sich geht. "Sie könnten sich vorstellen, dass Wale sich einfach ungezwungen weiterentwickeln könnten", sagt Pyenson. "Aber es gibt viele Tatsachen in ihrem Leben, die biologische Grenzen setzen."

Früh, sagt Reidenberg, verbrachten die amphibischen Säugetiere, die den heutigen Walen vorausgingen, ihre Zeit zwischen der Küste und dem flachen Wasser. Sie brauchten dichte Knochen, die als Ballast fungierten, um sie neutral zu halten und sich auch auf dem Landgang zu stützen.

Als die Wale aquatischer wurden und eine enorme Größe erreichten, kehrte sich das Muster jedoch um. Moderne Wale, so Reidenberg, „haben poröse Knochen, die zusammen mit Fettablagerungen sie leichter machen.“ Dies hilft den Walen, an der Oberfläche zu bleiben und Luft zu atmen, und Reidenberg weist darauf hin, dass das Gleichgewicht zwischen schweren und leichten Organen in den Walen dies ermöglicht zu ändern, wie lebhaft sie sind, indem sie Lufträume in Organen wie der Lunge und dem Kehlkopf ausdehnen oder zusammenziehen. Wenn Wale Luft (und Rotz) aus ihren Blaslöchern blasen, kontrollieren sie ihren Auftrieb.

Diese jüngsten, extremen Anpassungen werfen die Frage auf, wie sich die Wale weiterhin verändern können. Könnten die Riesenwale noch größer werden, wenn der größte Wal aller Zeiten heute noch im Meer schwimmt?

Während es verlockend ist, an noch größere Leviathaner zu denken, gibt es ein paar Dinge, die verhindern, dass Wale massereicher werden. Wale atmen Luft, genau wie ihre amphibischen Vorfahren im Eozän, und machen ihre Lunge zu einer kritischen Hardware für Tiere, die mit großen Unterschieden im Ozeandruck zu kämpfen haben. Aber es gibt Grenzen, wie effizient Atmungssysteme immer größeren Körpern ausreichend Sauerstoff liefern können, stellt Pyenson fest, "und das mag ein Grund dafür sein, dass es in den Ozeanen heutzutage beispielsweise keine 300 Fuß langen Wale gibt."

Auch die Physik des Wasserlebens spielt eine Rolle. Wale haben stromlinienförmige Körper, um den Luftwiderstand zu verringern (die Kraft, die der Bewegung eines Wals durch das Wasser entgegenwirkt), aber es gibt keine Möglichkeit, ihn vollständig zu beseitigen. Und die Fütterungsmethoden der größten Wale - riesige Bissen aus dem Wasser zu schlucken - funktionieren nur, wenn die Wale in der Lage sind, dieses Problem zu überwinden, indem sie ihren Kiefer buchstäblich durch das Wasser ziehen.

Eine 2012 durchgeführte Studie zu diesem Fütterungsverhalten ergab, dass Bartenwale über eine Länge von 30 Metern hinaus nicht in der Lage sind, den Widerstand zu überwinden, um den Mund schnell genug zu schließen und flüchtende Beute zu fangen. „Die größten Wale, die je gemessen wurden, erreichen mit einer Tiefe von 30 Metern die theoretische Grenze der größten schluckenden Wale, die es geben kann.“ Mit anderen Worten, Wale werden wahrscheinlich nicht viel größer werden können, ohne die Art und Weise zu überholen größte Artenfutter.

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Auch die Menschheitsgeschichte hat eine Rolle gespielt. „Der industrielle Walfang hat der Walpopulation einen weiteren selektiven Druck verliehen“, sagt Reidenberg. Er fügt hinzu, dass sowohl moderne als auch historische Walfänger regelmäßig auf die größten Wale abgezielt haben, die sie finden konnten, was bedeutet, dass "kleinere Wale, die sich in geringerer Größe vermehren konnten, künstlich ausgewählt wurden". Die Jagd auf Wale hat möglicherweise die überlebenden Walpopulationen geschrumpft. und bei sich langsam fortpflanzenden Arten kann selbst begrenzter Walfang dramatische Auswirkungen haben.

Was die Zukunft für Wale bereithält, hängt - wie so viel von unserem Planeten - sehr davon ab, wie unsere Spezies sich entscheidet, zu handeln.

Das Leben auf der Erde ist mit einer großen Aussterbungskrise konfrontiert, und Pyenson weist darauf hin, dass Untersuchungen zu Aussterberisikofaktoren bei Säugetieren häufig auf eine große Körpergröße hinweisen. Dies gilt für Wale ebenso wie für Elefanten und längst verschwundene Arten wie Wombats in der Größe von Kleinwagen. Der Nordatlantik-Glattwal zum Beispiel ist über 50 Fuß lang und einer der am stärksten gefährdeten Wale der Welt.

Wie sich dies für andere Wale auswirken wird, ist ungewiss, aber Pyenson merkt an, dass es über den Walfang hinaus zahlreiche Risiken gibt. "Hunderttausende sterben an Netzverflechtungen, Beifängen durch Fischerei, Vergiftungen durch Verschmutzung oder durch Schiffsangriffe", sagt Pyenson, was nicht zu vergessen ist, dass die Ozeane eine obszöne Verschmutzung durch Mikroplastik aufweisen. Wie sich die enorme Menge an Plastikmüll auf die Gesundheit von Walen auswirkt, die mit Filtern gefüttert werden, ist unbekannt, sagt Pyenson, und das ist besorgniserregend, als Forscher versuchen, das Aussterben zu bekämpfen.

Einige Riesen wie Buckelwale und Grauwale an der Westküste haben es geschafft, sich zu erholen. Die Bedrohung, der viele Wale ausgesetzt sind - von der winzigen, stark gefährdeten Vaquita bis hin zum Blauwal selbst - erfordert jedoch, dass Forscher versteinerte Boneyards durchgraben und die Meere sieben, um besser zu verstehen, wie man Wale in instabilen Ozeanen rettet. Fossilien haben gezeigt, wann Wale groß wurden, und die Biologie hat gezeigt, wie sie die Obergrenze für die Tiergröße festgelegt haben, aber die fantastischen Wale der zukünftigen Meere werden nur existieren, wenn wir uns bemühen, sie jetzt zu retten.