Metabolic Expenditures of Lunge Feeding Rorquals Across Scale: Implications for the Evolution of Filter Feeding and the Limits to Maximum Body Size
Notice bibliographique
Résumé
Bulk-filter feeding is an energetically efficient strategy for resource acquisition and assimilation, and facilitates the maintenance of extreme body size as exemplified by baleen whales (Mysticeti) and multiple lineages of bony and cartilaginous fishes. Among mysticetes, rorqual whales (Balaenopteridae) exhibit an intermittent ram filter feeding mode, lunge feeding, which requires the abandonment of body-streamlining in favor of a high-drag, mouth-open configuration aimed at engulfing a very large amount of prey-laden water. Particularly while lunge feeding on krill (the most widespread prey preference among rorquals), the effort required during engulfment involve short bouts of high-intensity muscle activity that demand high metabolic output. We used computational modeling together with morphological and kinematic data on humpback (Megaptera noveaangliae), fin (Balaenoptera physalus), blue (Balaenoptera musculus) and minke (Balaenoptera acutorostrata) whales to estimate engulfment power output in comparison with standard metrics of metabolic rate. The simulations reveal that engulfment metabolism increases across the full body size of the larger rorqual species to nearly 50 times the basal metabolic rate of terrestrial mammals of the same body mass. Moreover, they suggest that the metabolism of the largest body sizes runs with significant oxygen deficits during mouth opening, namely, 20% over maximum VO2 at the size of the largest blue whales, thus requiring significant contributions from anaerobic catabolism during a lunge and significant recovery after a lunge. Our analyses show that engulfment metabolism is also significantly lower for smaller adults, typically one-tenth to one-half VO2|max. These results not only point to a physiological limit on maximum body size in this lineage, but also have major implications for the ontogeny of extant rorquals as well as the evolutionary pathways used by ancestral toothed whales to transition from hunting individual prey items to filter feeding on prey aggregations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».