Ved Å Konkurrere med utviklingen av fjær i dinosaurer, var en av de mest ekstraordinære transformasjonene i livets historie utviklingen av barder—rader med fleksible hårlignende plater som blåhvaler, knølhvaler og andre marine pattedyr bruker til å filtrere relativt lite byttedyr fra gulps av havvann. Den uvanlige strukturen gjør at verdens største skapninger kan konsumere flere tonn mat hver dag, uten å tygge eller bite. Nå Har Smithsonian-forskere oppdaget en viktig mellomledd i utviklingen av denne innovative matestrategien: en gammel hval som ikke hadde tenner eller baleen.
I November. 29 utgave Av tidsskriftet Current Biology, forskere ved Smithsonian ‘ S National Museum Of Natural History og kolleger beskriver For første gang Maiabalaena nesbittae, en hval som levde for 33 millioner år siden. Ved hjelp av nye metoder for å analysere for lenge siden oppdaget fossiler plassert I Smithsonian nasjonale samling, teamet, som inkluderer forskere Ved George Mason University, Texas en&M University og Burke Museum Of Natural History and Culture I Seattle (En Smithsonian Affiliate), har fastslått at denne tannløs, 15-fots hval sannsynligvis hadde ingen barder, viser en overraskende mellomledd skritt mellom bardehval som lever i dag og deres toothed forfedre.»når vi snakker om hvalevolusjon, har lærebøker en tendens til å fokusere på de tidlige stadiene, da hval gikk fra land til sjø,» sa Nicholas Pyenson, national Museum Of Natural History kurator for fossile marine pattedyr. «Maiabalaena viser at den andre fasen av hvalutviklingen er like viktig for utviklingen over store skalaer. For første gang kan vi nå peke ut opprinnelsen til filtermating, som er en av de store innovasjonene i hvalhistorien.»når hvaler først utviklet seg, brukte de tenner til å tygge maten, akkurat som deres landbeboende forfedre. Etter hvert som tiden gikk, fortsatte mange etterkommere av disse tidlige hvalene å tygge maten, arve denne egenskapen fra sine forgjengere. Men da havene rundt dem endret seg og dyrene utviklet seg, oppsto helt nye matestrategier, inkludert bardefiltermating, sier National Museum Of Natural History predoctoral fellow Carlos Mauricio Peredo, hovedforfatter Av studien som analyserte maiabalaena fossilene.Hvaler var de første pattedyrene som utviklet bardene, og ingen andre pattedyr bruker noen anatomisk struktur selv eksternt lik den for å konsumere sitt byttedyr. Men frustrerende, baleen, hvis kjemiske sammensetning er mer som hår eller negler enn bein, opprettholder ikke godt. Det er sjelden funnet i fossilene, forlater paleontologene uten direkte bevis for sin fortid eller opprinnelse. I stedet, forskere har måttet stole på slutninger fra fossiler og studier av foster-hval utvikling i livmoren for å sette sammen ledetråder om hvordan bardene utviklet seg.som et resultat har det ikke vært klart om de tidlige bardehvalene beholdt tennene til sine forfedre til et filtermatingssystem var etablert. En tidlig innledende antagelse, Sa Peredo, var at havbeboende pattedyr må ha behov for tenner eller baleen å spise – men flere levende hvaler motsetter seg den ideen. Spermhvaler har tenner i bunnkjeven, men ingen på toppen, så de kan ikke bite eller tygge. Narwhals eneste tenner er deres lange tusks, som de ikke bruker til å mate. Og noen arter av nebbhvaler, til tross for å være klassifisert som tannhvaler, har ingen tenner i det hele tatt.på grunn av sin alder, Sa Peredo, at paleontologer mistenkte At Maiabalaena kunne holde viktige ledetråder om baleens utvikling. Fossilet kommer fra en periode med massiv geologisk forandring i den andre store fasen av hval evolusjon, rundt den Tiden Eocen epoken var overgangen Til Oligocen. Med kontinenter skiftende og skille, havstrømmer ble virvlet rundt Antarktis for første gang, kjøling vannet betydelig. Fossilene indikerer at hvalenes matestiler divergerte raskt i løpet av denne tidsrammen, med en gruppe som førte til dagens filtermatende hvaler og den andre som førte til ekkolokalisering.Følgelig Hadde Maiabalaena fått mye gransking siden oppdagelsen i Oregon på 1970-tallet, men steinmatrisen og materialet som fossilet ble samlet inn i fortsatt skjult mange av dens funksjoner. Det var ikke Før Peredo endelig renset fossilet og deretter undersøkt det med state-of-the-art CT-skanning teknologi som sin mest slående trekk ble klart. Maiabalaena mangel på tenner var tydelig fra bevart bein, MEN CT-skanninger, som avslørte fossil indre anatomi, fortalte forskerne noe nytt: Maiabalaena øvre kjeve var tynn og smal, noe som gjør det til en utilstrekkelig overflate for å suspendere bardene.»en levende bardehval har et stort, bredt tak i munnen, og det er også tykkere for å skape vedleggssteder for bardene,» Sa Peredo. «Maiabalaena gjør det ikke. Vi kan ganske sikkert fortelle deg at denne fossile arten ikke hadde tenner, og det er mer sannsynlig enn ikke at den heller ikke hadde baleen.»Mens Maiabalaena ikke ville ha vært i stand til å tygge eller filtrere mat, indikerer muskelvedlegg på beinene i halsen at det sannsynligvis hadde sterke kinn og en uttrekkbar tunge. Disse egenskapene ville ha gjort det mulig å suge vann inn i munnen, ta opp fisk og liten blekksprut i prosessen. Evnen til å suge mat ville ha gjort tenner, hvis utvikling krever mye energi for å vokse, unødvendig. Tap av tenner, da, ser ut til å ha satt den evolusjonære scenen for bardene, som forskerne anslår oppsto ca 5 til 7 millioner år senere.Peredo og Pyenson ser studere hval evolusjon som nøkkelen til å forstå deres overlevelse i dagens raskt skiftende hav. Som fremveksten av baleen er tanntap i hval bevis på tilpasningsevne, noe som tyder på at hval kan være i stand til å tilpasse seg utfordringene i havet i dag. Likevel, Peredo advarer, evolusjonære endringer kan være treg for de største hvalene, som har lang levetid og tar lang tid å reprodusere.»Gitt omfanget og frekvensen av endringer i havet i dag, vet vi ikke nøyaktig hva det vil bety for alle de forskjellige artene av filtermatende hvaler,» sa han. «Vi vet at de har endret seg i fortiden. Det er bare et spørsmål om de kan holde tritt med hva havene gjør-og vi endrer havene ganske raskt akkurat nå.»
# # #
Merknad til redaktører: Multimedia, inkludert bilder, kan bli funnet via Dropbox her (passord: barder).