rivalizând cu evoluția penelor din dinozauri, una dintre cele mai extraordinare transformări din istoria vieții a fost evoluția balenelor—rânduri de plăci flexibile asemănătoare părului pe care balenele albastre, cocoașele și alte mamifere marine le folosesc pentru a filtra prada relativ mică din înghițituri de apă oceanică. Structura neobișnuită permite celor mai mari creaturi din lume să consume câteva tone de alimente în fiecare zi, fără a mesteca sau mușca vreodată. Acum, oamenii de știință Smithsonieni au descoperit o legătură intermediară importantă în evoluția acestei strategii inovatoare de hrănire: o balenă antică care nu avea nici dinți, nici balenă.
În noiembrie. Numărul 29 al revistei Current Biology, oamenii de știință de la Muzeul Național de Istorie Naturală Smithsonian și colegii descriu pentru prima dată Maiabalaena nesbittae, o balenă care a trăit în urmă cu aproximativ 33 de milioane de ani. Folosind noi metode pentru a analiza fosilele descoperite cu mult timp în urmă adăpostite în Colecția Națională Smithsonian, echipa, care include oameni de știință de la Universitatea George Mason, Texas a&M University și Muzeul Burke de Istorie Naturală și Cultură din Seattle (un afiliat Smithsonian), a stabilit că această balenă fără dinți, de 15 picioare, probabil nu avea balenă, arătând un pas intermediar surprinzător între balenele balene care trăiesc astăzi și strămoșii lor dințați.
„când vorbim despre evoluția balenelor, manualele tind să se concentreze pe primele etape, când balenele mergeau de pe uscat pe mare”, a declarat Nicholas Pyenson, curatorul Muzeului Național de Istorie Naturală al mamiferelor marine fosile. „Maiabalaena arată că a doua fază a evoluției balenelor este la fel de importantă pentru evoluția pe scări mari. Pentru prima dată, putem identifica acum originea hrănirii cu filtre, care este una dintre inovațiile majore din istoria balenelor.”când balenele au evoluat pentru prima dată, au folosit dinți pentru a-și mesteca mâncarea, la fel ca strămoșii lor care locuiau pe uscat. Odată cu trecerea timpului, mulți descendenți ai acestor balene timpurii au continuat să-și mestece mâncarea, moștenind această trăsătură de la predecesorii lor. Dar, pe măsură ce oceanele din jurul lor s-au schimbat și animalele au evoluat, au apărut strategii de hrănire complet noi, inclusiv hrănirea cu filtru de balenă, spune Carlos Mauricio Peredo, autorul principal al studiului care a analizat fosilele Maiabalaena.
balenele au fost primele mamifere care au evoluat și niciun alt mamifer nu folosește nici măcar o structură anatomică similară cu ea pentru a-și consuma prada. Dar frustrant, baleen, a cărui compoziție chimică este mai mult ca cea a părului sau a unghiilor decât a osului, nu se păstrează bine. Se găsește rar în evidența fosilelor, lăsând paleontologii fără dovezi directe ale trecutului sau originilor sale. În schimb, oamenii de știință au trebuit să se bazeze pe inferențe din fosile și studii privind dezvoltarea fetală-balenă în uter pentru a pune cap la cap indicii despre modul în care a evoluat balena.
ca urmare, nu a fost clar dacă, pe măsură ce au evoluat, balenele timpurii au păstrat dinții strămoșilor lor până când a fost stabilit un sistem de hrănire cu filtre. O presupunere inițială timpurie, a spus Peredo, a fost că mamiferele care locuiesc în ocean trebuie să fi avut nevoie de dinți sau balene pentru a mânca-dar mai multe balene vii contrazic această idee. Spermatozoizii au dinți în maxilarul inferior, dar niciunul în partea de sus, deci nu pot mușca sau mesteca. Singurii dinți ai narwhalilor sunt colții lor lungi, pe care nu îi folosesc pentru hrănire. Și unele specii de balene cu cioc, în ciuda faptului că sunt clasificate ca balene dințate, nu au deloc dinți.din cauza vârstei sale, a spus Peredo, paleontologii au suspectat că Maiabalaena ar putea deține indicii importante despre evoluția lui baleen. Fosila provine dintr-o perioadă de schimbări geologice masive în timpul celei de-a doua faze majore a evoluției balenelor, în perioada în care Epoca Eocenului trecea la Oligocen. Odată cu schimbarea și separarea continentelor, curenții oceanici se învârteau în jurul Antarcticii pentru prima dată, răcind apele în mod semnificativ. Înregistrările fosile indică faptul că stilurile de hrănire ale balenelor au divergut rapid în acest interval de timp, un grup ducând la balenele care se hrănesc cu filtre de astăzi, iar celălalt ducând la ecolocații.în consecință, Maiabalaena a primit o mulțime de control de la descoperirea sa în Oregon în anii 1970, dar matricea de rocă și materialul în care a fost colectată fosila au ascuns încă multe dintre caracteristicile sale. Abia după ce Peredo a curățat în cele din urmă fosila și apoi a examinat-o cu o tehnologie de scanare CT de ultimă generație, caracteristicile sale cele mai izbitoare au devenit clare. Lipsa dinților lui Maiabalaena a fost ușor evidentă din osul conservat, dar scanările CT, care au dezvăluit anatomia internă a fosilei, le-au spus oamenilor de știință ceva nou: Maxilarul superior al lui Maiabalaena era subțire și îngust, făcându-l o suprafață inadecvată de pe care să se suspende balena.
„o balenă vie are un acoperiș mare și larg în gură și este, de asemenea, îngroșată pentru a crea locuri de atașare pentru balenă”, a spus Peredo. „Maiabalaena nu. Putem spune destul de concludent că această specie fosilă nu avea dinți și este mai probabil ca nici ea să nu aibă balenă.”în timp ce Maiabalaena nu ar fi putut să mestece sau să filtreze hrana, atașamentele musculare de pe oasele gâtului indică faptul că probabil avea obraji puternici și o limbă retractabilă. Aceste trăsături i-ar fi permis să sugă apă în gură, preluând pește și calmar mic în acest proces. Abilitatea de a alimenta aspirația ar fi făcut dinții, a căror dezvoltare necesită multă energie pentru a crește, inutilă. Pierderea dinților, atunci, pare să fi stabilit stadiul evolutiv pentru baleen, despre care oamenii de știință estimează că a apărut aproximativ 5 până la 7 milioane de ani mai târziu.Peredo și Pyenson consideră că studierea evoluției balenelor este cheia înțelegerii supraviețuirii lor în oceanele de astăzi în schimbare rapidă. La fel ca apariția balenei, pierderea dinților la balene este o dovadă a adaptabilității, sugerând că balenele s-ar putea adapta la provocările ridicate în ocean astăzi. Totuși, avertizează Peredo, schimbările evolutive pot fi lente pentru cele mai mari balene, care au o durată lungă de viață și durează mult timp pentru a se reproduce.”având în vedere amploarea și rata schimbărilor din ocean astăzi, nu știm exact ce va însemna asta pentru toate speciile diferite de balene care se hrănesc cu filtre”, a spus el. „Știm că s-au schimbat în trecut. Este doar o chestiune dacă pot ține pasul cu ceea ce fac oceanele—și schimbăm oceanele destul de repede chiar acum.”
# # #
notă pentru editori: Multimedia, inclusiv fotografii, pot fi găsite prin Dropbox aici (parola: baleen).