Китовете изгубили зъбите си преди да еволюират четкоподобните балени в устата им

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on email

Художествена реконструкция на майка с малко от вида Maiabalaena nesbittae, кърмеща  край брега на Орегон през Олигоцена, преди около 33 милиона години. Макар Maiabalaena да не са можели да дъвчат, нито да филтрират, мускулни връзки на гърлените кости, предполагат, че вероятно са имали силни бузи и гъвкав език. Тези характеристики са им помагали да всмукват вода в устата си и по този начин да поемат риби и малки сепии. Всмуквателната способност би обезсмислила зъбите, чието развитие щяло да изразходва много енергия без дори да са необходими. В такъв случай, загубата на зъбите била предпоставка за еволюцията на балените, които, според изчисленията на учените, се появили между 5 и 7 милиона години по-късно. Credit: Alex Boersma.

Съперничеща си с еволюцията на перата у динозаврите, една от най-изумителните трансформации в историята на живота била еволюцията на балените: редове от еластични власинкоподобни образувания, използвани от сините китове, гърбатите китове и други морски бозайници за филтриране на сравнително дребна плячка от глътки морска вода. Необичайните образувания позволяват на най-големите животни на земята да обособяват няколко тона храна дневно без необходимостта да дъвчат или захапват. Сега учени от Смитсоновия институт са открили важно междинно звено в еволюцията на тази иновативна хранителна стратегия: древен кит, който нямал нито зъби, нито балени.

В изданието на списани “Current biology” от 29 ноември, учени на Националния музей по естествена история към Смитсоновия институт и техни колеги описват за първи път Maiabalaena nesbittae – кит живял преди 33 милиона години. С помощта на нови методи за анализиране на отдавна открити фосили, съхранявани в Смитсонската национална колекция, екипът определил, че този беззъб, 4,5-метров кит вероятно нямал балени, което разкрива изненадваща междинна връзка между днешните беззъби китове и зъбатите им предци.

“Когато говорим за еволюцията на китовете, писмените източници обикновено се фокусират върху ранните етапи, когато китовете са навлезли във водата от сушата”, казва съдържателят на колекцията фосилни морски животни на Музея по естествена история. “Maiabalaena ни показва, че втората фаза от еволюцията на китовете е също толкова важна за цялостната еволюционна картина. За първи път можем да проследим произхода на филтриращото хранене – една от най-големите иновации в историята на китовете.”


РЕКЛАМА:

***

Първоначално, след като еволюирали, китовете използвали зъбите си, за да дъвчат, досущ като сухоземните им предци. Голяма част от потомците на тези ранни китове наследили тази черта. Но океаните около тях се променяли и фауната еволюирала, което довело до появата на изцяло нови методи на хранене, включително баленовото филтриране”, казва Карлос Маурицио Передо от Националния музей по естествена история, който е главният автор на изследването, занимавало се с анализирането на фосилите на Maiabalaena.

Китовете са първите бозайници, у които еволюирали балените и всъщност никой друг вид бозайник не използва анатомична структура, дори смътно наподобяваща балени, за да консумира плячката си. Но, за голямо съжаление, балените, чиято химична структура е по-близка до тази на ноктите и космите, отколкото на костите, не се запазват добре. Те рядко биват откривани сред фосилните останки, което дълго време оставило палеонтолозите без сигурни доказателства за миналото и произхода им. Вместо това, учените били принудени да разчитат на заключения, направени за отделни фосили и проучвания на феталното развитие в матката при китовете, за да сглобят пъзела от улики за еволюцията на балените.

В резултат на това не било ясно, дали по време на еволюцията им, ранните беззъби китове запазили зъбите, наследени от предците им, докато филтриращата система се развила напълно, или не. Передо казва, че едно от първоначалните заключения било, че океанските животни се нуждаят или от зъби, или от балени, за да се хранят… Обаче няколко съвременни вида китове опровергавали това твърдение. Кашалотите имат зъби на долната челюст, но те изцяло липсват при горната, така че те не могат да дъвчат или захапват. Някои видове клюномуцунести китове пък са класифицирани като зъбати китове, макар и изобщо да нямат зъби. Заради възрастта му, разказва Передо, палеонтолозите подозирали, че Maiabalaena може да им даде някои важни отговори за еволюцията на балените. Фосилът е от период на масови геоложки промени и втората главна фаза от еволюцията на китовете, т.е когато от Еоцена, светът навлизал в Олигоцена. Заради местещите се и разцепващи се континенти, океански течения се завихрили край Антарктика за първи път, охлаждайки значително водите ѝ. Фосилите сочат, че в този период начините на хранене при китовете рязко се разграничили, което довело до две групи: едната група дала началото на днешните беззъби китове, другата на тези, използващите ехолокация.

В резултат на това, Maiabalaena е станал обект на щателно проучване още от откриването му през 1970 г. в Орегон, но скалата, в която е открит фосила, все пак разкривявала доста от чертите му. Чак след като Передо почистил щателно останките и ги подложил на томографско сканиране със специален апарат (по принцип използван за определяне на състоянието на картини), най-впечатляващите му характеристики станали ясни. Липсата на зъби у Maiabalaena била очевидна от самата запазена кост, но компютърно-томографския скенер, позволяващ да се разгледа вътрешната анатомия на фосила, разкрил на учените нещо ново: горната челюст на кита била тясна и дълга, което я правела неадекватна повърхност за разполагането на балени.

“Един съвременен беззъб кит има голямо, широко небце, което е удебелено, за да има къде да се закачат балените”, обяснява Передо, “Maiabalaena нямал. С пълна увереност мога да ви кажа, че този вид е нямал нито зъби, нито балени.”

Макар Maiabalaena да не е можел нито да дъвче, нито да филтрира, мускули, прикрепени към гърлото му, сочат, че вероятно е имал силни бузи и гъвкав език. Тези характеристики биха му позволили да всмуква вода в устата си, същевременно поемайки риби и дребни сепии. Всмуквателното хранене би обезсмислило зъбите, чието развитие би изисквало много енергия за нещо, което така или иначе не било необходимо. Загубата на зъбите, в такъв случай, била предпоставка за еволюирането на балените, които, според изчисленията на учените, се появили между 5 и 7 милиона години по-късно.

Передо и Пиенсън гледат на изучаването на еволюцията на китовете като на начин да разберат и тяхното оцеляване в днешните бързо променящи се океани. Досущ като появата на балените, загубата на зъбите у китовете е показател за тяхната адаптивност и предполага, че те може би биха се справили и с трудности, налични в океаните в днешно време. И все пак, предупреждава Передо, еволюционните промени у най-големите китове може да са бавни, поради дългата продължителност на живота и репродуктивно им развитие.

“Предвид степента и бързината на промените в днешните океани, не можем да сме сигурни какво биха означавали те за филтриращите китове”, казва ученият. “Знаем, че са се променяли в миналото, но въпросът е дали могат да издържат на темпа на промяна на океаните сега: защото в момента ние променяме водните басейни наистина бързо.”

Превод: Зорница Атанасова

Източник: ScienceDaily