Soupeřit evoluce peří u dinosaurů, jeden z nejvíce mimořádné proměny v historii života byla evoluce baleen—řádky flexibilní vlasy-jako talíře, že modré velryby, keporkaci a dalších mořských savců pomocí filtrovat poměrně malé kořisti z doušky vody oceánu. Neobvyklá struktura umožňuje světovým stvoření konzumovat několik tun potravin každý den, aniž by kdy žvýkání nebo kousání. Nyní, Smithsonian vědci objevili důležitou zprostředkující odkaz ve vývoji této inovativní krmení strategie: staré velryby, které ani zuby, ani kostice.
V listopadu. 29 vydání časopisu Current Biology, vědci z Národního přírodovědného muzea Smithsonian a jeho kolegové poprvé popisují maiabalaena nesbittae, velrybu, která žila asi před 33 miliony let. Pomocí nové metody k analýze dlouho-dávno objevené fosilie umístěn v Smithsonian národní sbírka, tým, který zahrnuje vědce na George Mason University, Texas A&M University a Burke Museum of Natural History and Culture v Seattle (Smithsonian Affiliate), určila, že tento bezzubý, 15-noha velryba pravděpodobné, že neměl žádné kostice, ukazuje překvapující přechodným krokem mezi baleen velryby, které žijí dnes, a jejich zuby předků.
„Když mluvíme o evoluci velryb, učebnice se obvykle zaměřují na počáteční fáze, kdy velryby šly ze země na moře,“ řekl Nicholas Pyenson, kurátor fosilních mořských savců Národního muzea přírodní historie. „Maiabalaena ukazuje, že druhá fáze evoluce velryb je stejně důležitá pro vývoj ve velkých měřítcích. Poprvé můžeme nyní určit původ krmení filtrem, což je jedna z hlavních inovací v historii velryb.“
když se velryby poprvé vyvinuly, používaly zuby ke žvýkání potravy, stejně jako jejich předkové žijící v zemi. Jak šel čas, mnoho potomků těchto raných velryb pokračovalo v žvýkání jídla a zdědilo tuto vlastnost od svých předchůdců. Ale jako oceány kolem nich změnil a zvířata se vyvinuly zcela nové krmení strategie vznikla, včetně baleen filtr, krmení, říká Národní Muzeum Přírodní Historie predoctoral kolega Carlos Mauricio Peredo, hlavní autor studie, který analyzoval Maiabalaena zkameněliny.
Velryby byli první savci vyvíjet baleen, a žádný jiný savec používá jakékoliv anatomické struktury ani vzdáleně podobné na to, aby konzumovat svou kořist. Ale frustrovaně se baleen, jehož chemické složení je spíše jako vlasy nebo nehty než kosti, nezachovává dobře. To je zřídka nalezené ve fosilním záznamu, opouštět paleontologové bez přímého důkazu o jeho minulosti nebo původu. Namísto, vědci se museli spoléhat na závěry z fosilií a studií vývoje plodu a velryby v děloze, aby spojili vodítka o tom, jak se baleen vyvinul.
v důsledku toho, že nebylo jasné, zda,, jak se vyvíjela, brzy baleen velryby udržel zuby svých předků, dokud filtr-krmení systém byl zřízen. První počáteční předpoklad, řekl Peredo, bylo to, že savci žijící v oceánu museli potřebovat zuby nebo baleen k jídlu—ale několik živých velryb tuto myšlenku odporuje. Velryby spermií mají zuby ve spodní čelisti, ale žádné nahoře, takže nemohou kousat ani žvýkat. Narwhalovy jediné zuby jsou jejich dlouhé kly, které nepoužívají ke krmení. A některé druhy zobáků, přestože jsou klasifikovány jako ozubené velryby, nemají vůbec žádné zuby.
vzhledem ke svému věku, řekl Peredo, paleontologové předpokládali, že Maiabalaena by mohla mít důležité stopy o baleenově vývoji. Fosilie pochází z období masivní geologické změny během druhé hlavní fáze vývoje velryb, v době, kdy epocha eocénu přecházela na oligocén. S kontinenty se přesouvají a oddělují, oceánské proudy vířily kolem Antarktidy poprvé, výrazně ochlazující vody. Fosilní záznam ukazuje, že velryby krmení styly lišily rychle během tohoto časového rámce, s jednou skupinou, což vede k dnešním filtr-krmení velryby a jiné vedoucí k echolocating ty.
v důsledku toho, Maiabalaena obdržel spoustu kontrolou od jeho objevu v Oregonu v roce 1970, ale rock matrix a materiál, který fosilních byly shromážděny ve stále zakryt mnoho z jeho funkcí. Teprve poté, co Peredo konečně vyčistil fosilii a poté ji prozkoumal nejmodernější technologií CT skenování, se vyjasnily její nejvýraznější rysy. Nedostatek zubů maiabalaeny byl snadno patrný ze zachované kosti, ale CT vyšetření, který odhalil vnitřní anatomii fosilie, řekl vědcům něco nového: Horní čelist maiabalaeny byla tenká a úzká, což z ní činí nedostatečný povrch, ze kterého lze baleen zavěsit.
„živé baleen velryba má velké, široké střechy v jeho ústech, a to je také zahuštěný vytvořit přípojná místa pro baleen,“ Peredo řekl. „Maiabalaena ne. Můžeme vám docela přesvědčivě říci, že tento fosilní druh neměl zuby, a je pravděpodobnější, že neměl ani baleen.“
zatímco Maiabalaena by nebyla schopna žvýkat nebo filtrovat krmivo, svalové přílohy na kostech hrdla naznačují, že měla pravděpodobně silné tváře a zatahovací jazyk. Tyto vlastnosti by jí umožnily nasávat vodu do úst, přičemž v tomto procesu zabírají ryby a malé chobotnice. Schopnost sání krmiva by způsobila, že zuby, jejichž vývoj vyžaduje hodně energie k růstu, jsou zbytečné. Ztráta zubů, pak, zdá se, že stanovila evoluční fázi pro baleen, které vědci odhadují, že vznikly asi 5 na 7 o miliony let později.
Peredo a Pyenson vidí studium evoluce velryb jako klíč k pochopení jejich přežití v dnešních rychle se měnících oceánech. Stejně jako vznik baleen, ztráta zubů u velryb je důkazem přizpůsobivosti, což naznačuje, že velryby by se mohly přizpůsobit výzvám, které dnes představují oceán. Přesto Peredo varuje, že evoluční změna může být pomalá u největších velryb, které mají dlouhou životnost a jejich rozmnožování trvá dlouho.
„vzhledem k rozsahu a rychlosti změn v oceánu dnes nevíme přesně, co to bude znamenat pro všechny různé druhy velryb,“ řekl. „Víme, že se v minulosti změnili. Jde jen o to, zda dokážou držet krok s tím, co oceány dělají—a právě teď měníme oceány docela rychle.“
# # #
Poznámka pro editory: multimédia, včetně fotografií, najdete přes Dropbox zde (heslo: baleen).