Jeśli obserwujesz płetwę karmiącą, płetwal błękitny lub humbak, prawdopodobnie dostrzeżesz szczecinę baleenu wypełniającą jej rozwarte szczęki. Baleen nie przypomina żadnej innej struktury żywienia na naszej planecie. Wykonany z keratyny, tego samego materiału co włosy i paznokcie, baleen zwisa z dachu wieloryba i służy do filtrowania małych ryb i skorupiaków z dużych łyków wody. Gdy woda wpada do ujścia wieloryba, małe stworzenia z łatwością przechodzą przez grzebień szczeciny, ale gdy usta wieloryba są pełne wody, wypłukuje wodę z powrotem, zatrzymując małe stworzenia w ścianie baleenu Przełknął całość.
Naukowcy nie wiedzą, jak i kiedy ewoluowała baleen, ale niedawne odkrycie starożytnej skamieliny wieloryba - około 30 do 33 milionów lat - ukrytej w zbiorach Smithsonian National Museum of Natural History może mieć krytyczną wskazówkę.
Według nowego badania opublikowanego przez naukowców z Smithsonian Museum of Natural History, Texas A&M University, Burke Museum of Natural History and Culture w Seattle i George Mason University, ten starożytny wieloryb Maiabalaena nesbittae karmiony bez zębów i baleen. Obecnie istnieją dwie linie wielorybów - te, które jedzą za pomocą baleenu, i te, które jedzą za pomocą zębów i echolokacji, aby śledzić zdobycz. Przez długi czas paleobiologowie spekulowali, że przodek wieloryba baleeńskiego może mieć zarówno zęby, jak i prymitywną formę baleenu - co naukowcy nazywają gatunkiem przejściowym. Nie ma dowodów na istnienie takiego gatunku, ale odkrycie Maiabalaena sugeruje, że jeden starożytny gatunek wieloryba mógł nie potrzebować ani zębów, ani beli, aby przeżyć.
Górna szczęka i czaszka Maiabalaena nesbittae . Wieloryby były pierwszymi ssakami, które wyewoluowały baleen, i żaden inny ssak nie korzysta z żadnej anatomicznej struktury, nawet zdalnie podobnej do niego, aby spożywać swoją zdobycz. (Smithsonian) „Kiedy mówimy o ewolucji wielorybów, podręczniki koncentrują się na wczesnych etapach, kiedy wieloryby wędrowały z lądu do morza”, mówi Nicholas Pyenson, kurator kopalnych ssaków morskich Narodowego Muzeum Historii Naturalnej. „ Maiabalaena pokazuje, że druga faza ewolucji wielorybów jest równie ważna dla ewolucji na dużą skalę. Po raz pierwszy możemy teraz określić pochodzenie karmienia filtracyjnego, które jest jedną z głównych innowacji w historii wielorybów. ”
Jak większość tkanek miękkich, baleen nie ulega skamieniałości. Znalezienie wskazówek, które wskazują na istnienie baleenu w starszych skamielinach, wymaga nieco pracy detektywistycznej - po prostu zbadanie gołym okiem szczęki tego skamieniałego wieloryba nie zamierzało go przeciąć. Zamiast tego naukowcy zwrócili się do wysokiej rozdzielczości skanera CT, aby dokładnie przyjrzeć się strukturze kości. To, co znaleźli, było nieoczekiwane.
„To zrujnowało nas w sposób, którego nie moglibyśmy mieć nawet 5–10 lat temu. Otrzymaliśmy obraz tego, co działo się wewnątrz kości, i to może nam powiedzieć, czy była tam baleen, ”mówi Carlos Peredo, główny autor badania i doktorant na George Mason University.
Carlos Mauricio Peredo, stypendysta Narodowego Muzeum Historii Naturalnej i główny autor badania, z 33-letnim wielorybem wczesnopłetwym Maiabalaena nesbittae . Skamielina jest pierwszym z jej gatunków, który został opisany przez naukowców i będzie teraz służyć jako przykład tego gatunku dla społeczności naukowej. (Smithsonian) Wieloryby mają dziś rozbudowane sieci naczyń krwionośnych w wargach ich jamy ustnej, które odżywiają ich baleen lub zęby składnikami odżywczymi. I tak ich kości szczęk są usiane mikroskopijnymi otworami. Tak nie było w przypadku tej skamieliny.
Zamiast tego czaszka Maiabalaena miała wskaźniki mięsistej linii dziąseł, mocny język i muskularne policzki zbudowane do odkurzania posiłków z kałamarnic i ryb. Dzięki tym silnym mięśniom może kształtować usta, by działały jak słoma - wyczyn zaobserwowany u nowszych zębowatych wielorybów, takich jak narwhal i wymarły odobenocetops. Dach pyska Maiabalaeny był smukły w porównaniu do dzisiejszych wielorybów baleen, które wymagają szerokich ust do zakotwiczenia wielu talerzy z baleen. Miał także stosunkowo długie i szerokie płetwy przednie, co wciąż zaskakuje naukowców.
Przy tak wyjątkowej metodzie karmienia logiczne jest pytanie, dlaczego ten wieloryb ewoluowałby w taki sposób. Jaka może być korzyść z utraty ważnego narzędzia do karmienia, takiego jak zęby?
Po pierwsze, zęby są drogie. Budowa zębów z silnym szkliwem wymaga dużo energii i zasobów. Wyciekanie jedzenia jest znacznie bardziej ekonomiczne, gdy łatwo dostępne jest jedzenie miękkie. Po drugie, wieloryb ten żył w historii Ziemi, gdy środowisko szybko się zmieniało. Gdy Antarktyda oderwała się od Ameryki Południowej pod koniec eocenu, prądy oceanu zostały zakłócone. Teraz, przy samej Antarktydzie, potężny prąd otacza kontynent - zmiana, która miała ogromne konsekwencje dla temperatur atmosferycznych i oceanów na całym świecie. Chociaż nie jest jasne, w jaki sposób mogło to konkretnie wpłynąć na wieloryby, jasne jest, że zmiana klimatu Ziemi była iskrą, która wywołała dramatyczną zmianę ewolucyjną.
„Za każdym razem, gdy w tym czasie znajdujemy innego wieloryba, brzmi:„ Och, to jest inne, to jest dziwne ”. Dwa wieloryby znajdują się obok siebie i nie wyglądają podobnie - mówi Peredo.
Artystyczna rekonstrukcja matki i cielaka Maiabalaena nesbittae, która opiekuje się przybrzeżnym Oregonem podczas oligocenu, około 33 milionów lat temu. Chociaż Maiabalaena nie byłaby w stanie żuć ani filtrować karmy, przywiązanie mięśni do kości gardła wskazuje, że prawdopodobnie miał silne policzki i chowany język. Te cechy umożliwiłyby mu zasysanie wody do pyska, przyjmując ryby i małe kałamarnice. (Alex Boersma) Wieloryby, zwykle stosunkowo podobne pod względem anatomii żywieniowej, są niezwykle różne w oligocenie - epoce bezpośrednio po eocenie i zmianie geografii Ziemi. Niektóre z tych wielorybów miały zęby, które wyglądały jak postrzępiona sylwetka grzbietu górskiego, podczas gdy inne miały prosty stożkowaty ząb z tylko jednym punktem. Były nawet wieloryby z linii wieloryba zębatego, które straciły zęby i stosowały karmienie ssące. Ta różnorodność sugeruje, że gdy Ziemia się zmieniała, wieloryby eksperymentowały z najlepszymi strategiami żywienia i pod koniec oligocenu zawęziły się do jednego prostego kształtu, który przetrwał do dziś.
Kiedy pojawiło się Baleen? Choć nadal nie jest jasne, naukowcy zgadują. Szacuje się, że wspólny przodek wszystkich wielorybów żył 23–25 milionów lat temu. Prawdopodobnie ten nieodkryty przodek pojawił się w czasie intensywnych zmian w oligocenie. W tym czasie pojawił się też najstarszy wspólny przodek dzisiejszych wielorybów zębowych.
Gdy nasz świat ponownie wkracza w nowy okres szybkich zmian klimatu, poświęcenie czasu na sprawdzenie, jak przystosowane wieloryby w przeszłości mogą rzucić światło na to, jak poradzą sobie dzisiejsze wieloryby. Istnieją już dowody na to, że wieloryby zmieniają trasy migracji i poszukują nowych źródeł pożywienia. Wieloryby prawdopodobnie będą musiały rozwinąć coś więcej niż tylko swoje zachowanie, aby przetrwać i nadążać za zmieniającym się światem wokół nich.
