Использование орудий защитило зубы каланов от повреждений

Использование камней и других орудий в качестве наковален открывает самкам каланов доступ к добыче с более твердым панцирем — а также сохраняет зубы особей обоих полов более здоровыми. К таким выводам пришли зоологи, проанализировав итоги наблюдений за каланами у берегов Центральной Калифорнии. Как отмечается в статье для журнала Science, в зависимости от специализации, эти хищники раскалывают с помощью камней твердые панцири крупных и энергетически ценных крабов и двустворчатых моллюсков либо мелких и не слишком питательных, но очень многочисленных морских улиток.

Каланы (Enhydra lutris) питаются в основном придонными морскими беспозвоночными, такими как двустворчатые и брюхоногие моллюски, морские ежи и крабы. Они раскалывают раковины и панцири добычи благодаря мощному укусу и округлым бугорчатым молярам с устойчивой к разрушению эмалью. Впрочем, несмотря на подобные адаптации, с возрастом большинство каланов сталкиваются со сколами эмали и другими повреждениями зубов. В результате обнажается слой дентина, что чревато проблемами с питанием и развитием потенциально смертельных инфекций. При этом часть особей умеют раскалывать панцири добычи другим способом, ударяя ими по наковальням: камням, кускам мусора, выступающим из воды скалам или бортам лодок.

Команда зоологов под руководством Криса Лоу (Chris J. Law) из Вашингтонского университета предположила, что каланы, которые пользуются инструментами, могут поедать добычу с более прочными панцирями и при этом реже страдают от повреждений зубов. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи проанализировали результаты наблюдений за 196 особями подвида E. l. nereis из Центральной Калифорнии, каждая из которых была помечена радиопередатчиком. Оказалось, что частое применение наковален во время кормления действительно открывает каланам доступ к более твердой добыче — но только женским особям. Самки, которые используют инструменты более чем в 90 процентах случаев, поедают на 197 процентов более твердых беспозвоночных, чем самки, предпочитающие разгрызать панцири жертв. В частности, они могут включать в рацион многочисленную, но хорошо защищенную добычу (например, морских улиток) — или крупную и богатую энергией (твердых двустворчатых моллюсков (clams)). Использование наковален более чем в 90 процентах случаев также повышает среднюю твердость отдельных типов добычи: твердых двустворчатых моллюсков, крабов, мидий, морских улиток и морских ежей. В то же время самцам инструменты не дают таких преимуществ.

Самки каланов по сравнению с самцами обладают черепом меньшей длины и более слабым укусом. Тем не менее благодаря наковальням они могут поедать на 21-35 процентов более твердых беспозвоночных, чем пользующиеся и не пользующиеся инструментами мужские особи. По мнению авторов, данная закономерность объясняется тем, что самки в целом значительно чаще применяют орудия во время кормления. Кроме того, в рационе женских особей, которые пользуются инструментами, выше доля очень крупной добычи. Возможно, самкам пришлось повысить эффективность кормления из-за высоких энергетических затрат на выращивание потомства, меньшего размера кормовых участков и большей специализации на конкретных видах жертв.

Лоу и его коллеги обнаружили, что использование орудий самцами и самками каланов снижает риск повреждения их зубов на 16 и 19 процентов соответственно — причем во всех возрастных группах. Исследователи также оценили площадь участков обнаженного дентина у 35 из 196 помеченных особей. В результате выяснилось, что у самцов и самок, которые применяют наковальни в одном-шести процентах кормлений, площадь обнаженного дентина на 61,5 процента и 62,4 процента соответственно больше, чем у их сородичей, которые не используют инструментов вовсе. Возможно, это связано с тем, что каланы, редко использующие инструменты, все равно чаще обычного поедают более твердую добычу. В то же время применение орудий более чем в половине кормлений снижает площадь обнаженного дентина на 20 процентов у самцов и на 19 процентов у самок. Таким образом, каланы, которые регулярно раскалывают панцири добычи камнями и другими инструментами вместо того, чтобы разгрызать их, действительно меньше страдают от проблем с зубами.

Беспозвоночные с более твердыми панцирями, как правило, обладают повышенной питательностью, поэтому логично предположить, что каланы, которые регулярно поедают их благодаря умению использовать инструменты, должны получать больше энергии. Однако связь между частым применением орудий и повышенной энергетической эффективностью кормления оказалась более сложной. Это может быть связано с тем, что предпочтительной пищей каланов являются морские ежи и морские ушки (Haliotis), которые энергетически ценны и панцири которых легко расколоть даже без наковален. На твердую же добычу этим хищникам приходится переходить в условиях повышенной конкуренции с сородичами.

По оценкам исследователей, каланы, которые используют инструменты в 17-24 процентах случаев кормления, специализируются на крупной и питательной добыче с твердым панцирем, например, твердых двустворчатых моллюсках, мидиях и крабах. Такая стратегия позволяет за один раз надолго удовлетворить энергетические потребности: в среднем самцы, которые ее придерживаются, за единицу времени получают на 20 процентов больше энергии по сравнению с не пользующимися инструментами сородичами, а самки — на 15 процентов. Однако она повышает риск повреждения зубов даже при использовании орудий. Кроме того, крупные питательные беспозвоночные редко встречаются в местах с высокой плотностью каланов.

В то же время самцы и самки, которые пользуются орудиями более чем в 24 процентах случаев, получают на 48 процентов и 28 процентов меньше энергии за единицу времени, чем их сородичи. Как правило, это специалисты по морским улиткам — мелкой, твердой и не слишком питательной, но очень многочисленной добыче, которую при использовании наковален можно потреблять с минимальным риском для здоровья зубов. Авторы предполагают, что лишь орудия могут сделать ловлю улиток энергетически выгодной для каланов. Тем не менее самкам с детенышами и крупным самцам в любом случае нужно посвящать большую часть времени охоте на этих беспозвоночных, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии. С другой стороны, специалисты по улиткам обращаются с инструментами искуснее сородичей и могут случайно находить и поедать энергетически ценную крупную добычу с твердым панцирем.

Ранее мы рассказывали о том, как на примере каланов в эстуарии калифорнийской реки Элкхорн-Слау ученые подтвердили гипотезу, согласно которой верховные хищники способны запустить трофический каскад и изменить геоморфологический облик целого ландшафта. Каланы регулировали численность роющих крабов, что снизило скорость береговой эрозии в четыре раза.