Hvis du ser en fôrfin, blå eller knølhval, vil du sannsynligvis få et glimt av busten som fyller sine gapende kjever. Baleen er i motsetning til noen annen fôringsstruktur på planeten. Laget av keratin, samme materiale som hår- og fingernegler, henger baleen fra taket på en hvals munn og brukes til å filtrere små fisk og krepsdyr fra store vannkuler. Når vannet renner inn i munnen til en hval, passerer de små skapningene lett gjennom den kamlignende busten, men når en hvals munn er full av vann, skyller den vannet ut igjen, og fanger de bittesmå skapningene i veggen til balen. svelget hel.
Forskere vet ikke hvordan eller når balen utviklet seg, men den nylige oppdagelsen av en gammel hvalfossil - omtrent 30 til 33 millioner år gammel - gjemt i samlingene til Smithsonian National Museum of Natural History kan ha en viktig ledetråd.
I følge en ny studie publisert av forskere ved Smithsonian Museum of Natural History, Texas A&M University, Burke Museum of Natural History and Culture i Seattle, og George Mason University, denne eldgamle hvalen ved navn Maiabalaena nesbittae matet med verken tenner eller balen. I dag finnes det to linjer med hvaler - de som spiser ved å bruke balen, og de som spiser ved hjelp av tenner og ekkolokalisering for å spore byttedyr. I lang tid har paleobiologer spekulert i at en stamfar til balehval kan ha både tenner og en primitiv form for balen - det forskere kaller en overgangsart. Det er fortsatt ingen bevis på en slik art, men oppdagelsen av Maiabalaena antyder at en gammel hvalart kan ha trengt verken tenner eller balen for å overleve.
Overkjeven og hodeskallen til Maiabalaena nesbittae . Hvaler var de første pattedyrene som utviklet baleen, og ingen andre pattedyr bruker noen anatomisk struktur som til og med eksternt lik den for å konsumere byttet sitt. (Smithsonian) "Når vi snakker om hvalutvikling, har lærebøker en tendens til å fokusere på de tidlige stadiene, når hvaler gikk fra land til sjø, " sier Nicholas Pyenson, National Museum of Natural Historys kurator av fossile sjøpattedyr. “ Maiabalaena viser at den andre fasen av hvalevolusjonen er like viktig for evolusjonen over store skalaer. For første gang kan vi nå finne opprinnelsen til filterfôring, som er en av de viktigste nyvinningene i hvalhistorien. ”
Som de fleste myke vev fossiler ikke balen. Å finne ledetråder som antyder eksistensen av balen i eldre fossiler krever litt detektivarbeid - ganske enkelt å undersøke kjevebenene til denne fossiliserte hvalen med det blotte øye, hadde ikke til å kutte det. I stedet snudde forskere seg til høyoppløsningsevnen til en CT-skanner for å se nærmere på strukturen i beinet. Hva de fant var uventet.
“Det knakk nøtten for oss på måter vi ikke en gang hadde hatt for 5 til 10 år siden. Vi fikk et bilde av hva som skjedde på innsiden av beinet, og som kan fortelle oss om balen var der eller ikke, sier Carlos Peredo, hovedforfatter av studien og en doktorgradskandidat ved George Mason University.
Carlos Mauricio Peredo, National Museum of Natural History predoctoral stipendiat og hovedforfatter av studien, med den 33 millioner år gamle tidlig balehvalen Maiabalaena nesbittae . Fossilet er den første av artene som ble beskrevet av forskere og vil nå tjene som eksemplet på denne arten for det vitenskapelige samfunnet. (Smithsonian) Hvaler har i dag forseggjort nettverk av blodkar i munnvikene som nærer balen eller tennene sine med næringsstoffer. Og så, kjevebenene deres er spekket med mikroskopiske hull. Det var ikke tilfelle for dette fossilet.
I stedet hadde Maiabalaena- hodeskallen indikatorer på en kjøttfull tannkjøttsnor, en sterk tunge og muskulære kinn som er bygget for å støvsuge måltidene med blekksprut og fisk. Med disse sterke musklene kunne den forme munnen til å fungere som et sugerør - en prestasjon som ble observert i nyere tannhvaler som narwal og de utdødde odobenocetops. Maiabalaenas munntak var smalt sammenlignet med dagens hvalhval, som krever brede munner for å forankre de mange platene med balle. Den hadde også relativt lange og brede frontflipere, en merkelighet som fortsatt stubber forskere.
Med en så unik metode for fôring er det bare logisk å spørre hvorfor denne hvalen ville utvikle seg på en slik måte. Hva kan være fordelen med å miste et viktig fôringsverktøy som tenner?
For det første er tenner dyre. Det krever mye energi og ressurser å bygge tenner med sterk emalje. Slurping mat er mye mer økonomisk når myk mat er lett tilgjengelig. For det andre levde denne hvalen på et tidspunkt i jordas historie da miljøet raskt endret seg. Da Antarktis brøt bort fra Sør-Amerika på slutten av eocene, ble havets strømmer forstyrret. Nå, med Antarktis alene, omkranser en massiv strøm kontinentet - en endring som hadde store konsekvenser for både atmosfæriske og havtemperaturer rundt om i verden. Selv om det fremdeles er uklart hvordan dette spesifikt kan ha påvirket hvaler, er det som er klart, at endringen i jordas klima var en gnist som antente dramatiske evolusjonsendringer.
"Hver gang vi finner en annen hval i løpet av denne tiden, er det 'Å dette er annerledes, dette er rart.' Du finner to hvaler ved siden av hverandre, og de ser ikke noe like ut, sier Peredo.
En kunstnerisk rekonstruksjon av en mor og kalv fra Maiabalaena nesbittae sykepleie utenfor kysten av Oregon under Oligocene, for rundt 33 millioner år siden. Mens Maiabalaena ikke kunne vært i stand til å tygge eller filtrere fôr, tyder muskelfeste på beinene på halsen på at det sannsynligvis hadde sterke kinn og en uttrekkbar tunge. Disse egenskapene ville ha gjort det mulig å suge vann i munnen, ta opp fisk og liten blekksprut i prosessen. (Alex Boersma) Hvaler, vanligvis relativt like ved mating av anatomi, er bemerkelsesverdig forskjellige under oligocene - epoken rett etter eocen og endringen i jordas geografi. Noen av disse hvalene hadde tenner som så ut som den skarpe silhuetten av en fjellrygg, mens andre hadde en enkel konisk tann med bare ett punkt. Det var til og med hvaler fra tennhvalen som mistet tennene og ty til sugefôring. Dette mangfoldet antyder at når jorden endret seg, eksperimenterte hvaler med de beste fôringsstrategiene, og mot slutten av oligocenet smalt de inn på en enkel form som har fortsatt til i dag.
Når det gjelder når baleen dukket opp? Selv om det fremdeles er uklart, har forskere en gjetning. Den felles stamfaren til alle bardehvalene anslås å ha levd for 23 til 25 millioner år siden. Det er sannsynlig at denne uoppdagede stamfaren dukket opp i løpet av tiden med intens forandring i Oligocene. Det er også i løpet av denne tiden den tidligste felles stamfaren til dagens tannhvaler dukket opp.
Når vår verden igjen går inn i en ny periode med raske klimaendringer, tar det seg tid å se tilbake på hvordan tidligere hval som er tilpasset kan kaste lys over hvordan dagens hval vil klare seg. Allerede er det bevis på at hvaler endrer migrasjonsveiene og går etter nye matkilder. Hvaler vil sannsynligvis trenge å utvikle seg mer enn bare deres oppførsel for å overleve og følge med i den skiftende verden rundt dem.
