https://frosthead.com

Tajemnica superdługich pysków starożytnych delfinów

Przez kilka milionów lat starożytne gatunki delfinów sunęły po morzach, pod wieloma względami przypominając dzisiejsze wieloryby zębate - z godnym uwagi wyjątkiem ich wyjątkowo długich pysków. Te dziwne walenie szczyciły się proporcjonalnie dłuższymi pyskami niż jakikolwiek inny ssak wodny lub gad, żywy lub wymarły; niektóre z ich wyrostków przypominających nos rozciągały się o ponad 500 procent dalej niż ich skrzynki mózgowe. Nawet Matthew McCurry, kustosz paleontologii w Muzeum Australii, który badał ewolucję długich pysków u istniejących gatunków, uważa, że ​​ich czaszki są „wyjątkowo dziwnie wyglądające”.

W 2015 r. Jako doktorant w Smithsonian National Museum of Natural History McCurry postanowił przyjrzeć się bliżej tym wymarłym ssakom morskim. Naukowcy wiedzą o nich od ponad 100 lat, ale nikt nie określił funkcji ich obfitych pysków. Te hipotezy były „w dużej mierze jakościowe i bezpośrednie”, mówi Nicholas Pyenson, kustosz kopalnych ssaków morskich w Muzeum Historii Naturalnej. „Ludzie mówili:„ Och, długi pysk jest prawdopodobnie używany do mieszania zdobyczy w osadach… Kapelusz… Powiedziałbym, że są to hipotezy adaptacyjne, ale tak naprawdę nic nie zostało przetestowane ”.

McCurry i Pyenson postanowili właśnie to zrobić. W nowym artykule opublikowanym w Paleobiology naukowcy zaproponowali rozwiązanie ciekawego przypadku delfina o długich pyskach: odkryli, że stworzenia potrafiły przerzucić pyski przez wodę, wykorzystując je do uderzenia i ogłuszenia ofiary, podobnie jak dzisiaj miecznik.

Próbując przeanalizować unikalne czaszki dawnych waleni, McCurry i Pyenson zwrócili się do ogromnej skarpy wielorybów Smithsona. „Mamy tak wielu, którzy nie zostali zbadani, że tak naprawdę nie mogę wam powiedzieć pełnego zakresu zapisów kopalnych wielorybów, które posiadamy”, mówi Pyenson, ale szacuje, że w kolekcji może być aż 15 000.

Badacze wykonali skany tomografii komputerowej (CT) trzech wymarłych gatunków ( Pomatodelphis inaequalis, Xiphiacetus bossi i Zarhachis flagellator ), a także obsady dwóch innych starożytnych waleni ( Parapontoporia sternbergi i Zarhinocetus errabundus ). Aby porównać te stworzenia do żyjących obecnie zwierząt, McCurry i Pyenson zeskanowali dwa gatunki delfinów rzecznych, które mają znacznie dłuższe pyski niż ich odpowiedniki w oceanach, choć nie tak długo, jak ich prehistoryczni poprzednicy. Naukowcy przyjrzeli się także dwóm gatunkom ryb o długich pyskach: marlinie atlantyckim i mieczniku.

McCurry i Pyenson przeanalizowali następnie cyfrowe modele czaszek za pomocą obliczeń, na których inżynierowie polegają w celu oceny zdolności przenoszenia obciążeń przez belki. Według Pyensona „teoria wiązki” jest przydatna w badaniu pysków, ponieważ „mówi o tych obiektach, gdy są one zbudowane w odpowiedzi na siły: jak sztywne są, jakie obciążenia są na nie nakładane”. że dawne delfiny nie miałyby problemu z zamiataniem imponujących pysków przez wodę, by zabić swoją ofiarę.

Ponieważ pyski tego gatunku różniły się kształtem, poruszały przydatnymi przydatkami na różne sposoby. Niektórzy zamiatali je z boku na bok, inni w górę i w dół, a jeszcze inni mogli poruszać pyskami w wielu kierunkach.

„Wyobraź sobie belkę jak nartę” - mówi Pyenson jako przykład. „Narta porusza się dobrze w górę iw dół, ale nie na boki. Słup, który ma ten sam kształt, może się zginać w górę iw dół [i] na boki, bez problemu. ”

Badaczy szczególnie uderzył fakt, że nie wszystkie zwierzęta były ze sobą blisko spokrewnione. Wydaje się, że kilka gatunków samodzielnie wyewoluowało wyjątkowo długie pyski, co sugeruje, że coś w ich otoczeniu spowodowało zmianę. Ale co dokładnie?

W środkowym miocenie pojawiły się delty o długich pyskach okres rozciągający się od 11, 6 do 16 milionów lat temu, kiedy klimat był cieplejszy niż dzisiaj. Temperatury oceanów wzrosły, a poziomy mórz podniosły się, tworząc więcej dna morskiego w pobliżu brzegu, który jest „naprawdę doskonałym środowiskiem dla ryb i innych zdobyczy dla delfinów”, mówi Pyenson. Ale reakcja ucieczki ryb przyspiesza w cieplejszych wodach, co utrudnia ich złapanie. Naukowcy twierdzą, że delfiny ewoluowały w tym okresie hiperdługie pyski, aby zapewnić im dodatkową przewagę podczas polowania.

Przez miliony lat globalne temperatury utrzymywały się na stałym poziomie, a delfiny z wyjątkowo wydłużonymi pyskami bawiły się w ciepłych wodach.

„Być może jest to konsekwencja tego, co dzieje się, gdy masz stabilne środowisko przez kilka milionów lat” - teoretycznie Pyenson. „Te cechy są przesadzone”.

Ale wraz z nadejściem epoki pliocenu klimat stał się bardziej nieregularny, a obfitość umiarkowanych, żerowisk przybrzeżnych ulegała fluktuacjom. Po tych zmianach delfiny o długich nosach zniknęły. Rodzi to interesujące pytania, czy trajektoria ewolucyjna wymarłych delfinów może nam powiedzieć coś o tym, jak delfiny radzą sobie w obecnej erze zmian klimatu.

Historia tych starożytnych stworzeń podkreśla, jak środowisko organizmu zmienia jego wygląd i wyraźnie pokazuje, co możemy stracić pod względem różnorodności biologicznej, gdy zmienia się środowisko, zoolog Karina Amaral z Federalnego Uniwersytetu w Rio Grande do Sul, który nie był zaangażowany w badanie, mówi Ed Yong z The Atlantic . I to ważne, aby wziąć pod uwagę, szczególnie: „w czasie, gdy wiele osób upiera się przy ignorowaniu naszego zmieniającego się klimatu”, mówi Amaral.

Co może ewolucyjna trajektoria wymarłych delfinów może nam powiedzieć o tym, jak delfiny radzą sobie w obecnej erze zmian klimatu? McCurry zauważa, że ​​trudno jest wyciągnąć ostateczne wnioski, ponieważ wahania temperatury są dziś „niespotykane pod względem przyczyny i prędkości”. Uważa jednak to badanie za „opowieść ostrzegawczą”, a Pyenson dodaje, że ściślejsze spojrzenie na starożytne wieloryby może zapewnić wgląd w przyszłość systemów oceanicznych Ziemi.

„Wysoki poziom mórz, zakwaszone oceany, cieplejsze oceany - to wszystko cechy minionych światów wielorybów” - mówi. „I patrząc na zapis kopalny, biologiczną reakcję dawnych światów, będzie to bardzo ważne, aby iść naprzód”.

Tajemnica superdługich pysków starożytnych delfinów