A bálnák szárazföldi emlősökből való származását bizonyítják. Hogyan derült ki, hogy a bálnák az artiodaktilusok rokonai

A tudósok hosszú ideje biztosak voltak abban, hogy körülbelül 50 millió évvel ezelőtt a bálnák és delfinek ősei patáikkal taposták a földet valahol a mai Dél- és Délkelet-Ázsia területén. Később, valamilyen oknál fogva - valószínűleg táplálékot keresve - ezek az állatok a vízbe kerültek, és a következő néhány millió év során modern cetfélékké változtak, amelyek ma már a Föld összes óceánját benépesítik. A legősibb emlősök, amelyekből a ma ismert modern tengeri óriások születtek, úszóhártyás hátsó lábakkal rendelkeztek, szárazföldön és vízi környezetben is léteztek, megjelenésükben inkább krokodilokra emlékeztettek.

Sokáig nem lehetett megállapítani, hogy ki volt az utolsó többé-kevésbé szárazföldi őse a bálnák és delfinek őseinek. Ezen a ponton elmondja a véleményét hipotézisek széles választéka. Az ősi ősök között különböző időkben vízilovak, tevék, „patás farkasok”, mesonychia és még kutyaszerű ragadozók is voltak, például medvék és mustelidek, amelyek rokonai a tengerek más lakói - rozmárok és fókák.

A bálnák látszólagos őseinek megkövesedett fogainak későbbi elemzése kimutatta a patás állatokkal való kapcsolatukat. A családok szoros rokonságát jelzi a két modern emlősrend fehérjéinek hasonlósága is, különös tekintettel az immunrendszerük fehérjéire. Az azonban ismeretlen maradt, hogy pontosan ki volt a bálnák és delfinek őse, és ami a legfontosabb, miért kellett visszatérniük a tengerbe.

Úgy tűnik, hogy a tudósok megtalálták a „hiányzó láncszemet” a cetek evolúciójában. És úgy tűnik, nem az éhség, hanem a félelem űzte a bálnákat a vízbe.

Hans Thewissen, a bálnafejlődés neves szakértője, az Ohio Egyetem Northeastern Medical College-járól és munkatársai az Egyesült Államokból és Indiából közzétett a Nature-ben egy olyan lény majdnem teljes csontvázát vizsgáló tanulmány eredményeit, amelyet Rango Rao indiai geológus több évtizeddel ezelőtt talált Kasmírban.

Az Indohyus nevű ősi emlős (ma már két faj van ebben a nemzetségben) nem volt a modern bálnák közvetlen őse, hanem az összes cet legközelebbi rokona, amelyhez képest az összes többi artiodaktil unokatestvér. Az Indohyus az artiodaktilusok rendjének Raoellidae őskori családjába tartozik, és ez a család közvetlen rokonságban áll a bálnák, delfinek és barnadelfinek őseivel, amelyek ma a cetek teljes rendjét alkotják.

Indohyus, amelyet Thewissen és munkatársai tanulmányoztak, a mai Kasmír területén élt 48 millió évvel ezelőtt. Abban az időben itt volt az ősi sekély Tethys-tenger partja, amely addigra már megszűnt az azonos nevű óceán lenni. Az Indohyus megkövesedett maradványait egy ősi folyó fenekéből származó üledékekben fedezték fel, amelyek jelenleg magasan a hegyekben találhatók.

Ennek az ősi emlősnek a fogainak szerkezetét tanulmányozva a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy valószínűbb, hogy növényevő, mint ragadozó, és táplálékát a parton szerezte.

A tározókban az Indohyus menedéket talált az életét veszélyeztető ragadozó lények elől.

A cetek ősi testvére, amely külsőleg egy mosómedve és egy szarvas keresztezésére emlékeztetett, körülbelül 80 centiméter hosszú volt, és úgy tűnik, ideje nagy részét a vízben töltötte. Erre utalnak különösen a végtagok nehéz csontjai, amelyek segítették az állatot a fenéken maradni. Úgy tűnik, Indohyus, akárcsak a vízilovak, szívesebben csobbant a sekély vízben.

Indohys csontváza

A csontváz árnyékolt részeit a raoellida családból származó artiodaktilusok testfelépítésére vonatkozó adatok alapján rekonstruálták.

Az Indochyus és a bálnák közötti szoros kapcsolatra a kívülről nem feltűnő, de a paleontológusok számára nagyon meggyőző részletek utalnak. Különösen a megvastagodott esernyőcsont (involucrum) szerkezetéről beszélünk, amely a középfül területéhez tartozik. Maga Thewissen szerint amint meglátta, világossá vált számára, hogy ez a tudomány által ismert bálnák legközelebbi rokona. Ezenkívül Indochyus és a modern bálnák ősei premoláris fogainak szerkezete hasonlónak bizonyult. Korábban Jonathan Geisler, a Dél-Georgia Egyetem munkatársa is észrevett ilyen hasonlóságokat, de ezek az eredmények nem voltak elegendőek ahhoz, hogy határozott kijelentést tegyenek a bálnák és a raoellidák közötti kapcsolatról.

Az Indohyus étrendjének megállapításához a paleontológusok tanulmányozták fogainak szerkezetét. Eddig a tudósok sokat vitatkoztak a cetek hal- és húsevéshez való alkalmazkodásáról – akár az emlősök óceánba érkezése előtt, akár azután történt. Sok evolucionista szerint ezeknek az artiodaktilusoknak a vízbe való visszatérése csak egy célt szolgált - a vadászatot (pontosabban a halászatot).

Az emlős fogak zománcában található szén és oxigén stabil izotópjainak viszonylagos mennyiségének elemzése azonban ennek ellenkezőjét mutatta.

Ezen tények alapján Thewissen azt a hipotézist állította fel, hogy a bálnák és delfinek ősi ősei egyáltalán nem gondoltak a vízi terek meghódítására, hanem egyszerűen odamenekültek, ragadozó üldözőktől hajtva. A halakkal és planktonokkal való táplálkozás mechanizmusát jóval később fejlesztették ki.

) szárazföldi ősöktől származnak, amint azt számos jellemzőjük bizonyítja:

• légköri levegő belélegzése a tüdő segítségével,
• a cetek uszonyainak (elülső végtagjainak) csontjai hasonlítanak a szárazföldi emlősök végtagjainak csontjaira,
• a farok mozgása és a gerincoszlop függőleges síkban való hajlása inkább a vágtató emlősre jellemző, mint az úszóhalra, amely általában vízszintes síkban hajlik.

Az a kérdés, hogy a szárazföldi emlősökből hogyan fejlődtek tengeri emlősökké, sokáig rejtély maradt az átmeneti fajok fosszilis maradványainak hiánya miatt. A Pakicetus 1992-es felfedezésének köszönhetően azonban lehetővé vált számos kérdés tisztázása és a szárazföldi állatokról a tengeri állatokra való átmenet szakaszainak áttekintése.

A cetek ősei

A cetek evolúciós fája, beleértve a patás állatokat is

A cetek evolúciójáról a hagyományos nézetek szerint legközelebbi rokonaik és valószínű őseik a mesonychiák voltak, a húsevő patás állatok egy kihalt rendje, amely a farkasokra hasonlított, karmok helyett patákkal, és az artiodaktilusok testvércsoportját alkották. Ezeknek az állatoknak a fogai szokatlan kúpos alakúak voltak, hasonlóan a cetek fogaihoz. Különösen ezért a tudósok régóta úgy gondolják, hogy a cetek valamiféle ősi mezonichiából származnak. Az új molekuláris genetikai adatok azonban azt mutatják, hogy a cetfélék az artiodaktilusok, különösen a vízilovak közeli rokonai. Ezen adatok alapján még azt is javasolják, hogy a cetféléket az Artiodactyla rendbe sorolják be, a Cetartiodactyla nevet pedig egy monofiletikus taxonra, amely e két csoportot tartalmazza. A vízilovak ősének, az Anthracotheriumnak a legrégebbi ismert fosszilis maradványai azonban több millió évvel fiatalabbak Pakicetus koránál, a bálnák legrégebbi ismert ősénél.

Thewissen azt is felfedezte, hogy hasonló fülelrendezést figyeltek meg a kis szarvasszerű állat, Indochyus kövületeiben. Indohyus körülbelül 48 millió évvel ezelőtt élt Kasmírban. Ennek a kis, házimacska méretű növényevőnek volt néhány olyan tulajdonsága, amely közelebb hozta a bálnákhoz, és a vízi környezethez való alkalmazkodást jelezte. Ezek közé tartozik a vastag és nehéz csontos héj, amely néhány modern félig vízi állat, például víziló csontos héjára emlékeztet, ami segít csökkenteni a felhajtóerőt, és ennek eredményeként lehetővé teszi a víz alatti tartózkodást. Ez arra utal, hogy Indochyus a modern vízi őzhez hasonlóan a víz alá merült, hogy elrejtőzzön egy ragadozó elől.

Ambulocetidok és remingtonocetidek

Az ősi bálnák közül a legjelentősebb a pakisztáni eocénből ismert Ambulocetus. Külsőleg ez az emlős egy háromméteres krokodilra hasonlított. Az Ambulocetus félig vízi állat volt: hátsó lábai jobban alkalmasak úszásra, mint szárazföldi sétákra. Valószínűleg úgy úszott, hogy a testét függőleges síkban meghajlította, mint a modern vidrák, fókák és bálnák. Feltételezik, hogy az ambulocetidák úgy vadásztak, mint a modern krokodilok, és lesben álltak az inni érkező halakra és állatokra.

Bazilosauridák és dorudontidák: teljesen tengeri cetek

A Basilosaurus (1840-ben fedezték fel, és eredetileg hüllőnek gondolták, innen ered a "hüllő" név) és a Dorudon körülbelül 38 millió évvel ezelőtt éltek, és tisztán tengeri állatok voltak. A Basilosaurus akkora volt, mint a nagy modern bálnák, néha elérte a 18 métert. A Dorudontidák valamivel kisebbek voltak, akár 5 méteresek is.

A modern bálnákkal való minden hasonlóság ellenére a bazilosauridákból és a dorudontidákból hiányzott az elülső zsíros kiemelkedés, az úgynevezett dinnye, amely lehetővé teszi a meglévő cetfélék számára az echolokáció hatékony alkalmazását. A bazilosauridák agya viszonylag kicsi volt, ami arra utal, hogy magányosak, és nem volt olyan összetett társadalmi szerkezetük, mint néhány modern cetnek. A tisztán vízi életmódra való átállás kapcsán a bazilosauridák hátulsó végtagjaik leépülését tapasztalják – jól formálódnak ugyan, de kicsik, mozgásra már nem használhatók. Lehetséges azonban, hogy a párzás során segéd szerepet játszottak. A bazilosauridák medencecsontjai már nem kapcsolódnak a gerinchez, mint a protocetidák esetében.

Az echolokáció megjelenése

A fogazott bálnák (Odontocetes) különböző frekvenciájú kattanások sorozatával visszhangoznak. A hangimpulzusok az elülső zsírpárnán ("frontális dinnye") keresztül bocsátódnak ki, visszaverődnek a tárgyról, és az alsó állkapocs segítségével rögzítik. A Squalodon koponyáinak tanulmányozása az echolocation elsődleges előfordulására utal ebben a fajban. Squalodon a korai közép-oligocéntől a miocén közepéig élt, körülbelül 33-14 millió évvel ezelőtt, és számos, a modern fogasbálnához hasonló tulajdonsággal rendelkezett. Például az erősen lapított koponya és a kiemelkedő állkapocsívek leginkább a modern Odontocetire jellemzőek. Ennek ellenére valószínűtlennek tartják a modern delfinek Squalodonból való származását.

Korai delfinek

Lásd még: "Delfinek – fejlődés és anatómia (angol)"

A csontváz fejlődése

Lásd még

Megjegyzések

1. University of California, Berkeley (2005, február 7). UC Berkeley, francia tudósok hiányzó kapcsolatot találtak a bálna és legközelebbi rokona, a víziló között. ScienceDaily. Letöltve: 2010. február 1. Archiválva: 2011. augusztus 24.
2. Philip D. Gingerich, D. E. Russell (1981). " Pakicetus inachus, egy új archeocéta (Mammalia, Cetacea) a Kohat kora-középső eocén Kuldana formációjából (Pakisztán)". Univ. Mich. Contr. Mus. Paleont 25 : 235–246.
3. Northeastern Ohio Egyetemek Orvosi és Gyógyszerészeti Főiskolái (2007, december 21).

Körülbelül 70 millió évvel ezelőtt a bálnák ősei a szárazföldön jártak, és csak vadászni léptek a vízbe.A tudósok úgy vélik, hogy a cetek a mezochiniából származnak – egy farkasra emlékeztető, de a szarvashoz vagy a tehénhez hasonló patákkal rendelkező lény. A modern állatok közül a víziló a bálnák legközelebbi rokona. Élőhelyüket megváltoztatva a cetfélék mérete jelentősen megnőtt, mellső végtagjaik uszonyokká alakultak, hátsó végtagjaik sorvadtak, farkukon nagy vízszintes uszony nőtt, szőrük kihullott, a bőr alatt vastag zsírréteg alakult ki, amely védi a testet. hipotermiától. A legnagyobb - kék bálnák - 26 méteresre nőnek és 110 tonnát is nyomnak.

De a cetek továbbra sem változtak halakká: melegvérűek maradtak, megtartották a tüdőlégzést, nem kezdtek el tojást rakni, hanem élő fiatalokat szültek, és tejjel etették őket.

Néhány cetnek van foga, másoknak nincs. E tulajdonság alapján balin (vagy fogatlan) és fogas bálnákra osztották őket. Például a fogak több száz kanos lemezből állnak - bálnacsontból. Ezek a lemezek a szájpadláson nőnek, és gerinchez hasonlítanak. A bálna kinyitja a száját, átúszik a planktonok (kis tengeri lakosok - puhatestűek, rákfélék, halak) felhalmozódásán, és válogatás nélkül lenyel mindenkit. Aztán becsukja a száját, és erőteljesen kinyomja a vizet. átszűrjük egy fésűn, és az étel megmarad. Így egy szürke bálna naponta akár 450 kilogramm planktont is megeszik. A fogasbálnák közül a sperma bálnákat tekintik a legnagyobbnak. Hatalmas fejük van, amelyben hanghullámok képződnek, amelyek megbéníthatják kedvenc finomságukat - az óriásiakat. Valójában a sperma bálnának csak fogakra van szüksége, hogy megragadja a zsákmányt, és egészben lenyeli, anélkül, hogy megrágná.

A narvál vagy egyszarvú pedig joggal tekinthető a leghosszabb fog tulajdonosának. Balra görbült agyara valójában egy fog. Három métert nő a felső ajkán keresztül, és csak a hímeknél van. A tudósok azt feltételezték, hogy az agyaron található idegvégződések segítségével. A Narwhal a víz hőmérsékletét és nyomását méri. Az elmúlt évszázadokban ezt a fogat a mérgek és betegségek legjobb gyógyszerének tartották, és egy vagyont ért, ezért a narválokat kíméletlenül kiirtották, akárcsak a többi bálnát.

A 19. században az emberek szinte teljesen elpusztították ezeket a húsuk, zsírjuk és bálnacsontjuk miatt. Csak 1986. február 19-én a Nemzetközi Bálnavadászati ​​Bizottság betiltotta az ipari bálnavadászatot és a bálnahús értékesítését az egész világon. Ugyanebben az évben ünnepnapot hoztak létre - a bálnák világnapját. Július 23-án ünneplik.

Jelenleg a bálnák életére a fő veszélyt a vízszennyezés jelenti: az olajszennyezés, a mérgező hulladékok és a szennyvíz lerakása megmérgezi táplálékukat, és ennek következtében magukat a bálnákat is. Sokan mindent megtesznek a bálnák biztonsága érdekében, mert csak rajtunk múlik, hogy a jövő nemzedékei látják-e ezeket a gyönyörű és egyedi állatokat.

Hogyan kerültek a bálnák az óceánba?

I.G. MESHCSERSKY

A vízben mozdulatlanul fekvő szörnyeteg a mangrovefák között észrevette zsákmányát - egy megfelelő méretű állatot, amely inni jött. Hátsó lábainak néhány lendületes lökésével a parthoz közeledett, erős fogait az áldozat testébe mélyesztette és visszahúzódott a vízbe. Amikor az állkapcsába szorított, levegőt nem tudó állat abbahagyta a verést, a ragadozó kimászott a partra, hogy szilárd talajon megkezdje étkezését. Első pillantásra a szörnyeteg krokodilnak tűnt - rövid lábakkal, masszív farokkal, hosszú, elnyújtott pofával és magasra állított szemekkel, amelyek a fej felszíne fölé emelkedtek. Testét azonban nem kagylólemezek, hanem szőrzet takarták, lábai nem karmokkal, hanem valami pataszerűséggel végződtek, fogai pedig egy állat fogai, nem egy hüllőé...

A paleontológusok így képzelik el Ambulocetust, az egyik első bálnát. Pontosabban egy lény, amely egy „kapcsot jelent az evolúciós láncban”, amely összeköti a kainozoikum korszak kezdetének szárazföldi emlőseit és a modern cetféléket: kék-, szürke- és púpos bálnákat, sperma bálnákat, narválokat, kardszárnyú bálnákat és delfineket – összesen mintegy 40 nemzetségeket és 80 állatfajtát kóborolnak a Világóceán hatalmas részein.

A bálnák, az emlősök egyik legspeciálisabb rendjének evolúciós története a 20. század nagy részében rejtély maradt a biológusok számára. J. Simpson, a rendelkezésre álló őslénytani adatok alapján 1945-ben összeállította az emlősök rendjei közötti evolúciós kapcsolatrendszert, megállapította a cetekre vonatkozó szinte teljes információhiányt, és ezt a rendet a többitől függetlenül helyezte el, történetét csak a közönséghez kötve. a méhlepény hipotetikus őse.

Mindössze két évtized elteltével azonban a paleontológusoknak jelentős számú ősi bálnák maradványait és ősi formáikat sikerült megtalálniuk, amelyek az eocén (55–34 millió évvel ezelőtti) időszakra nyúlnak vissza – amikor ezek az ősi bálnák (Archaeoceti) még csak most kezdtek. hogy elsajátítsa a víz elemet. A cetfélék csontjait a későbbi oligocén (34-24 millió évvel ezelőtti) rétegekben is találták, amikor ennek a csoportnak a két mai alrendje - a fogazott és a balénbálnák - kialakult. Ezzel párhuzamosan elvégeztük az emlősök élőrendjei közötti rokon kapcsolatok felmérését az immunrendszer fehérjéinek hasonlósága alapján. A kapott adatok szerint a bálnák álltak a legközelebb... az artiodaktilusokhoz - egy rendhez, amelyet a modern állatvilágban szarvasok és bikák, zsiráfok és vízilovak képviselnek.

Őslénytani szinten egy ilyen összefüggést feltehetően megerősíthetnénk a Condylarthra ősi (és teljesen kihalt) rendjének – a patás állatok, ormányosok és cetek feltételezett közös őseinek – maradványainak tanulmányozása alapján. Egyértelmű hasonlóságot fedeztek fel az újonnan felfedezett fosszilis bálnák három csúcsú fogai és a ragadozó condylarthra - Mesonychia - csoportja között. Hasonlóságokat fedeztek fel az artiodaktilusok és a condylarthra egy másik csoportja, az Arctocyonidák fogászati ​​jellemzői között is, amelyek nagyon közel állnak a mesonychiákhoz. A munkát végző kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a cetek olyan húsevők leszármazottai, amelyek megjelenésükben a mesonychian farkasokra emlékeztettek, és közös ősük volt az artiodaktilusokkal.

Körülbelül további tíz év telt el, és a paleontológusok további anyagokat kaptak, amelyek megerősíteni látszottak ezeket a feltételezéseket. 1977-ben P. Gingerish amerikai paleontológus expedíciója Pakisztánban dolgozott eocén szárazföldi emlősök maradványai után – nagyjából ugyanazokon a helyeken, ahol korábban is találtak ilyen leleteket. A tudósok azonban ezúttal csak tengeri élőlények maradványaira bukkantak. Valójában ez nem volt meglepő – körülbelül 50 millió évvel ezelőtt valahol a közelben volt az ősi Tethys-tenger változó partvonala, amely az eocén időszak nagy részében elválasztotta Eurázsiát és Afrikát.

A halak és kagylók maradványai között azonban a paleontológusok két medencecsont-töredéket találtak, amelyek egyértelműen viszonylag nagy „sétáló” állatokhoz tartoztak. „Tréfásan a lábas bálnákról beszéltünk – mondta Gingerish –, hogy egyikünknek sem jutott eszünkbe, hogy komolyan képzeljük őket...” Érdekes módon ugyanebben az évszakban Pakisztán egy másik részén egy primitív artiodaktilus állkapcsa megtört. felfedezték...