A cetek evolúciója és eredete régóta rejtély a paleontológusok számára. A fosszilis feljegyzések hiánya miatt a bálnák eredetének kérdése heves vitákat váltott ki a kreacionisták és az evolúciós tudósok között. Azok a kövületek, amelyek fényt derítettek ennek a csodálatos állatcsoportnak a fejlődésére és kialakulására, egészen a közelmúltig nagyon ritkák voltak. A modern bálnák kétségtelenül másodlagos vízi emlősök – az evolúció során őseik először elhagyták a vizet, kétéltűek és hüllők születtek, majd emlősként ismét visszatértek a vízbe. Körülbelül 50-55 millió évvel ezelőtt, a késő paleocén-eocénben történt.

Bár nehéz elhinni, ha egy modern kék bálnát nézünk, minden cet, beleértve a bálnákat, delfineket és delfineket is, az artiodaktilusok rendjébe tartozó szárazföldi emlősök leszármazottai (természetesen nem modern, hanem ősi patás állatok).

A cetfélék evolúciójáról a korábbi hagyományos nézetek szerint legközelebbi rokonaik és valószínűleg őseik a mesonychia, a ragadozó 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 valamilyen ősi mesonychia leszármazottai. Az új molekuláris genetikai adatok azonban arra utalnak, hogy a cetek az artiodaktilusok, különösen az élő vízilovak közeli rokonai. Ezen adatok alapján most még a cetféléket is javasolják az artiodaktilusok rendjébe sorolni, és a "Cetartiodactyla" elnevezést javasolják egy olyan monofiletikus taxonra, amely magában foglalja ezt a két csoportot. Az antrakoterek, a vízilovak ősei ismert fosszilis maradványainak legnagyobb kora azonban még mindig több millió évvel fiatalabb, mint a bálnák legősibb ismert ősei, a pakicete kora.

A bálnák evolúciójának alapdiagramja

A fül mindent elmond

Philip Dzhingerish (P. Gingerish) amerikai paleontológus pakisztáni expedíciója során a tudósok nagyon érdekes anyagokhoz jutottak. Eocén szárazföldi emlősök maradványait keresték olyan helyeken, ahol már voltak, de csak tengeri élőlényekre bukkantak. Körülbelül 50 millió évvel ezelőtt ezt a régiót az ókori Tethys-tenger változó partvonala jellemezte, amely az eocén időszak nagy részében elválasztotta Eurázsiát és Afrikát. A halak és puhatestűek maradványai között a paleontológusok két medencecsont-töredéket találtak, amelyek egyértelműen viszonylag nagy "sétáló" állatokhoz tartoznak. Ugyanakkor Pakisztán egy másik részén fedezték fel egy primitív artiodaktilus állkapcsát.

Két évvel később egy újabb furcsa leletre bukkant Észak-Pakisztánban a Gingerish expedíció. Egy furcsa lény koponyájának egy darabja volt, akkora, mint egy farkas. A közelben más emlősök maradványait találták, ezúttal szárazföldiek, akik körülbelül 50 millió évvel ezelőtt éltek. A talált ismeretlen állat koponyájának azonban olyan vonásai voltak, amelyek a modern cetek hallórendszerének felépítésének néhány részletére emlékeztettek.

Pakicetus

Emlékezzünk vissza, hogy a hanghullámok eltérő módon terjednek a vízben és a levegőben. A korunkban élő bálnáknak nincs külső fülük, és a középfülbe vezető hallónyílás vagy nagyon beszűkült, vagy teljesen hiányzik. A dobhártya megvastagodott, mozdulatlan, nem látja el a szárazföldi állatokra jellemző funkciókat. A bálnákban az úgynevezett hallóbula veszi át őket - egy speciális csontképződmény, amelyet az orrmelléküregek izolálnak. A Gingerish által felfedezett, ismeretlen állat koponyájában található bika, bár nem volt igazán „bálna”, és nyilvánvalóan nem tudott jó víz alatti hallást biztosítani, mégis meglehetősen jellegzetes változásokat mutatott. Kiderült, hogy ez a lény – a felfedezés helyéről, Pakicetusról (Pakicetus) kapta a nevét – lehet az egyik első evolúciós lépés a szárazföldi állatokról a cetfélékre való átmenet útján. Ugyanakkor feltételezhető, hogy a titokzatos vadállatnak volt a szokásos funkcionális dobhártyája is, amely lehetővé teszi a levegőben átvitt hangok érzékelését – eddig nem kevesebb időt töltött a szárazföldön, mint a vízben. A pakiceta csontváz szerkezete ismét megerősítette, hogy a bálnák nem a mesonychideák közvetlen leszármazottai. Éppen ellenkezőleg, a bálnák ősei elváltak az artiodaktilusoktól, és vízi életmódra váltottak, miután maguk az artiodaktilusok is elváltak közös őseiktől a mezonichidákkal. Így a protocetfélék az artiodaktilusok korai formái voltak, amelyek megőrizték a mesonychidákra jellemző néhány jellemzőt (a fogak kúpos alakját), amelyeket a modern artiodaktilusok elveszítettek. Érdekes módon az összes patás emlős legkorábbi ősei valószínűleg részben húsevők vagy "dögevők", mindenevők voltak.

A pakiceták patás állatok voltak, és néha a korai bálnák közé sorolják. A modern Pakisztán területén éltek (innen a név - "bálna Pakisztánból") a korai eocénben, körülbelül 50 millió évvel ezelőtt. Külsőleg kutyára hasonlító állat volt, de a lábujjain paták és hosszú, vékony farok voltak. Kezdetben azt feltételezték, hogy a Pakicet füle jól alkalmazkodott a víz alatti élethez, azonban a további kutatások kimutatták, hogy a Pakicet fülei csak a levegőben használhatók, és ha Pakicet valóban a bálnák őse, akkor képes hallani a víz alatt a meglévő hallókészülék későbbi adaptációja volt. Hans Thewissen amerikai paleontológus szerint a Pakicetus fogai már a fosszilis bálnákéhoz hasonlítanak.

A pakiceta másik rekonstrukciója - "hajjal"

Tewissen azt is felfedezte, hogy egy másik szokatlan lény – egy kis szarvasszerű állat, Indochius – kövületeiben is hasonló füleszközt figyeltek meg. Az Indochius (szó szerint „indiai disznó”) egy törékeny testalkatú kicsi (macska méretű) lény, amelynek maradványait Kasmírban (India) találták meg. Leggyakrabban a modern afrikai vízi szarvashoz hasonlítják; a hasonlóságot csak a hosszú farok töri meg – ez a korai kainozoikum különböző primitív emlőscsoportjainak közös jellemzője. Ennek a lénynek a korát 48 millió évre becsülik. Az Indochius a Raoellidae (Raoellidae) család tagja - primitív artiodaktilusok. Ugyanazon fülrégió szerkezeti jellemzői alapján a testvércsoport képviselőjének tekintik a korai cetekkel kapcsolatban. Az Indonychus dobüregből kialakított hallóbullája szintén nagyon szokatlan alakú, és a röviddel azelőtt felfedezett legősibb bálnákra jellemző szerkezeti jellemzőket mutatja be, és különösen ugyanennek a Pacicetusnak. Ez a kis - házimacska méretű - növényevő rendelkezik néhány olyan tulajdonsággal, amelyek közelebb hozzák a bálnákhoz, és a vízi környezethez való alkalmazkodásra utalnak. Ezek közé tartozik a vastag és nehéz csontos héj, amely egyes modern, félig vízi állatok, például vízilovak csontos héjára emlékeztet, amely segít csökkenteni a felhajtóerőt, és ennek eredményeként lehetővé teszi a víz alatti tartózkodást. Ez arra utal, hogy az Indochius a modern vízi szarvasokhoz hasonlóan a víz alá merült, hogy elrejtőzzön egy ragadozó elől. Tehát maradványaiban megnőtt a 18O oxigénizotóp tartalma, ami vízi életmódra utal. A 13C szénizotóp tartalma azonban azt jelzi, hogy ritkán táplálkozik a vízben. Ugyanilyen valószínű azonban, hogy tápláléka magasabbrendű vízi növényekből állhat (virágzó). Mindenesetre a fogzománc izotópos összetételéből ítélve az Indohyus biztosan nem került be a táplálékláncokba, amelyek alapja édesvízi fitoplankton, algák, és nem magasabb rendű növények.

Indochius

"Krokodil az emlősök között"

Az ősi bálnák közül a legfigyelemreméltóbb a pakisztáni eocénből ismert, sokak által ismert ambulocétus. Kívülről ez az emlős három méteres krokodilra hasonlított.

„A szörnyeteg, aki mozdulatlanul feküdt a vízben a mangrovefák között, észrevette áldozatát - egy megfelelő méretű fenevadat, amely az öntözőnyíláshoz érkezett. Hátsó lábainak néhány erőteljes lökésével közelítette a partot, erős fogait az áldozat testébe lökte, és visszahátrált a vízbe. Amikor az állkapcsába szorított, lélegezni nem tudó állat abbahagyta a verést, a ragadozó kimászott a partra, hogy szilárd talajon megkezdje az étkezést. 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 gyapjú borították, lábai nem karmokkal végződtek, hanem valami patákhoz hasonlóval, és a fogai egy állat fogai voltak, nem egy hüllőé... ”- ez hogyan ambulocetus, az egyik első bálna.

Föld az eocén közepén - 50 millió évvel ezelőtt

Az Ambulocetus félig vízi állat volt: hátsó lábai jobban alkalmasak az úszásra, mint a szárazföldi sétákra. Valószínűleg úszott, testét függőleges síkban hajlította, 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. Az ambulocetus állkapcsában már megindult a bálnákra jellemző csatorna, amely a hangot a fülbe vezeti. Az alsó állkapcsot a földre helyezve - ahogy a krokodilok teszik - Ambulocetus "meghatározta" a mozgást potenciális áldozatai partjai mentén.

Az Ambulocetus közeli rokonai a remingtonocetidák voltak. Ennek a családnak a képviselői kisebbek voltak, megnyúltabb orrúak és jobban alkalmazkodtak a víz alatti élethez. Feltételezik, hogy életmódjukban hasonlítottak a modern vidrákra, akik lesből vadásztak halakra.

Mindkét csoportban az orrlyukak a pofa végén helyezkedtek el, akárcsak a szárazföldi emlősöknél.

A mai bálnák legközelebbi rokonai a vízilovak

Érdemes megjegyezni, hogy a cetfélék evolúciója során a koponyában bekövetkezett fontos változások történtek - a szemüregek eltolódása a felső (mint a krokodilok) helyzetéből a Pacicetus és Ambulocetus esetében a fej oldalára, mint a protocetidák és a modern bálnák esetében. Az orrlyukak Pacicetusban a pofa tetejétől a modern bálnáknál a fej tetejére (fúvólyuk) tolódnak el. A fogak egyszerűek és monotonok lettek - csak a zsákmány tartására és nem rágására alkalmasak. A bálnáknál teljesen eltűntek; "bálnacsontjuk" - kanos lemezeik, semmilyen módon nem kapcsolódnak a fogakhoz.

A fosszilis bálnák fogaiban jelenlévő oxigénatomok izotópos összetételének elemzése alapján arra következtethetünk, hogy édes- vagy tengervízben éltek - ez utóbbi nagy arányban tartalmazza a 18O izotópot. Kiderült, hogy a pacicetus teste csak édes vizet kapott, az ambulocétusok édes- és sós vízben is élhetnek, a protocetidák pedig már igazi tengeri állatok.

Ambulocet. Jól látható a csontváz "krokodil" alakja

"Protokit"

A protocetidok nagy és változatos csoportot alkotnak, amely Ázsiában, Európában, Afrikában és Észak-Amerikában található leletekből ismert. Ez a család számos nemzetséget foglal magában, amelyek közül néhány meglehetősen jól tanulmányozott (például a beludzsisztáni harmadkori lelőhelyekről ismert Rhodocetus). Minden ismert protocetida jól fejlett elülső és hátsó végtagokkal rendelkezett, amelyek a testet a talajon támasztották; valószínűleg kétéltű életmódot folytattak, mind a vízi környezetben, mind a szárazföldön éltek. Egyelőre nem világos, hogy a protocetidáknak volt-e farokúszója, mint a modern ceteknek, de az egyértelmű, hogy jól alkalmazkodtak a vízi életmódhoz. Például a keresztcsont - a gerinc azon része, amelyhez a medence kapcsolódik - a rodokétákban öt különálló csigolyából állt, míg a szárazföldi emlősök keresztcsontjában lévő csigolyák összeolvadtak. A protocetidák orrnyílásai még feljebb kerültek az orrban – ez az első lépés a mai cetek orrlyukai tetején található orrlyukak felé. A protocetidák kétéltűségéről szóló verziót alátámasztja, hogy egy vemhes Mayacet nőstényt fedeztek fel, akinek megkövesedett magzata, feje a kifolyó felé fordult. Ez arra utal, hogy a maiacete a szárazföldön szült – különben a kölyöknek esélye volt megfulladni.

Cuthicetus

A korai bálnák patás állatokból való eredetét olyan jellemzők igazolják, mint például a paták jelenléte a rodokéta ujjainak végén. Ennél a cetnél az alsó mellső végtag csontjai összenyomódtak, és már úszószárnyakra emlékeztettek, a hosszú, gyengéd lábak pedig úszóhártyával rendelkezhettek. A keresztcsontot alkotó csigolyák közötti szalagok meggyengültek a Rhodocetusban, lehetővé téve a gerinc hajlítását, hogy a farok hullámzó függőleges mozgását hozza létre. Gingerish szerint "kutyaként" úszott a felszínen, és a lapátszerű hátsó lábak és a farok lökéseinek kombinálásával mozgott a víz alatt. Valószínűleg ez a fenevad még nem szakított teljesen a szárazföldi környezettel, és időnként kijutott a szárazföldre, ahol rándulva mozgott, mint a modern füles fókák. Általánosságban elmondható, hogy az eocén során a cetek éles ugrást hajtottak végre a morfológiai változásokban: a négylábú szárazföldi állatokból teljesen vízi formákká váltak, amelyek megjelenésükben teljesen eltérnek szárazföldi őseiktől és rokonaiktól. A jelenség egyik lehetséges oka a versenytársak hiánya az új élőhelyen.

Rhodocete

remingtonocet

Kilépés az óceánba

A protocetidák közül már meglehetősen „delfinszerű” dorudonok (Dorudon) voltak - a baziloszauruszok és a modern bálnák lehetséges ősei, amelyek fokozatosan megtelepedtek a földgolyó összes tengerén.

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

A tisztán vízi életmódra való átállás kapcsán a bazilosauridák hátulsó végtagjaik leépülését mutatják - jól formáltak ugyan, de kicsik, mozgásra már nem használhatók. A párzásban azonban kisegítő szerepet játszhattak. A bazilosauridák medencecsontjai már nem kapcsolódnak a gerinchez, mint a protocetidák esetében.

Georgiacet

A modern bálnákhoz hasonlóan a Dorudon és a Basilosaurus válla mozgatható maradt, míg a könyök és a csukló alkotta az elülső uszonyt. Az a kérdés azonban, hogy a bálnák pontosan mikor veszítették el hátsó végtagjaikat, nyitva marad. Például egy igazi balin bálnának, amelynek maradványait legutóbb 27 millió éves rétegekben fedezték fel, még mindig jól formázott lábai voltak.

Dorudon farokvidékén a farokúszó tövében egy lekerekített csigolya volt, amely hasonló a modern bálnákéhoz. Így talán a dorudonoknak és a baziloszauruszoknak már teljesen bálnafarokúszójuk volt.

Dorudon

Eközben ezek a bálnák még nem voltak "igazi bálnák". Luo (Zhe-Xi Luo), a pittsburghi Természettudományi Múzeum paleontológusa kimutatta, hogy a baziloszauruszoknál és dorudontáknál, az első teljesen vízi bálnáknál a hallórendszer szerkezetében már meglehetősen közel állt a modern bálnák hallórendszeréhez. A modern bálnákkal való minden hasonlóság ellenére azonban a bazilosauridákból és a dorudontidákból hiányzott a fronto-zsír kiemelkedés, az úgynevezett dinnye, amely lehetővé teszi a jelenlegi cetfélék számára, hogy hatékonyan alkalmazzák az echolokációt. A bazilosauridák agya viszonylag kicsi volt, ami arra utal, hogy magányos életet éltek, és nem volt olyan összetett társadalmi szerkezetük, mint néhány modern cetnek.

Basilosaurus

A "bálnacsont" megjelenése

A bálna csak a balén bálnákra jellemző, de a fogazott bálnák, bár nem rendelkeznek vele, mégis bálnák. Ezért ezt a tulajdonságot nem lehet valamiféle alapvetőnek tekinteni: ez a cetfélék egy csoportjának saját adaptációja. Az eocént követő oligocén időszakban a tengerszint csökkent. "Proto-India" csatlakozott Ázsiához (ennek az "ütközésnek" a Himalája megjelenése volt), Ausztrália és az Antarktisz pedig eltávolodott egymástól, aminek eredményeként a déli féltekén egy széles, szabad tengergyűrű alakult ki. Déli körkörös áramlat támadt, és jéghéj kezdett kialakulni. Ez új feltételeket teremtett a tengerekben élő emlősök számára, ami számos szakértő szerint a modern alrendek - a balin és a fogazott bálnák - kialakulásához vezetett. A legrégebbi ismert átmeneti forma közöttük és az ősi archeocéták között a Llanocetus, az antarktiszi üledékekben található ősbálna, amely körülbelül 34 millió éves. Nyilvánvalóan jól táplálkozhatna krillel. A fogazott bálnák a szakértők szerint nagyjából ugyanabban az időben keletkeztek, és kifejlesztették az echolokáció képességét, ami lehetővé tette a mélyben való aktív vadászatot.

Leszállás és hozzáférés az óceánhoz

Sajnos a két újkori rend első képviselőjének maradványaira rendkívül ritkák a leletek. A tengerszint süllyedése az oligocénben kiszárította azokat a part menti területeket, ahol ezeket a maradványokat tartalmazhatták, és elpusztultak. Ám a későbbi rétegekben végzett ásatások azt mutatják, hogy kicsivel később, 30 millió évvel ezelőtt a valódi balin- és fogasbálnákat több család is képviselte.

Három évvel ezelőtt, 2011-ben a tudósok megtalálták az egyik legrégebbi bálna megkövesedett maradványait, amelyről kiderült, hogy a bálnacsont evolúciójában a „hiányzó láncszem”. A kutatók azt találták, hogy a kék bálnák és testvéreik hatalmas, rugalmas állkapcsa keményebb képződményekből fejlődött ki.

A bálnák felső állkapcsán több száz kanos lemez található, amelyek szűrőként működnek, amely kiszűri a planktont az állat szájába kerülő vízből. A bálnák nagyon nagy mennyiségű vizet vesznek fel a szájukban, és szélesre nyitják szájukat, mivel nincs merev kapcsolatuk az alsó állkapocs két fele között. Ráadásul szinte minden cetnek nagyon széles a koponyája, ami tovább növeli a szájba kerülő víz lehetséges maximális mennyiségét. Táplálkozási módjuknak köszönhetően a bálnák ilyen lenyűgöző méretűre tudtak fejlődni.

Janjucetus hunderi - az egyik első bálna

A tudósok nem tudják pontosan, mi volt ennek a két jellegzetes tulajdonságnak - a nagy koponyának és az állkapcsok rugalmas artikulációjának - előfordulási sorrendje. A szerzők új Munka leírta a Föld óceánjaiban mintegy 25 millió évvel ezelőtt élt ősi cet "Janjucetus hunderi" csontjait, és új bizonyítékok támasztják alá azt a hipotézist, hogy a bálnák eredetileg széles koponyát fejlesztettek ki.

Erich Fitzgerald, a tanulmány szerzője, a Victoria Múzeum (Ausztrália) munkatársa szerint „A korai balenbálnákból hiányzott az összes élő (és a legtöbb fosszilis) bálna egyik jellemzője, az alsó állkapocs szabad ízülete. „Enélkül a mai bálnák egyszerűen nem tudnának úgy enni, mint régen.”

A tudós a következőket jelenti: a bálna nagyon nagy szögben nyitja ki alsó állkapcsát; az állkapocshoz tapadt rugalmas szövet megnyúlik, és ez lehetővé teszi, hogy az állat hatalmas mennyiségű vizet vigyen a szájába. A felső állkapocsból kinőtt bálnacsontlemezek egyfajta szitaként működnek, amely kiszűri a krillet, a fő táplálékforrást.

Az új maradványok a "Janjucetus hunderi" fajhoz tartoztak, amely körülbelül 25 millió évvel ezelőtt élt Ausztrália partjainál, és valószínűleg körülbelül három méter hosszú volt, vagyis akkora volt, mint egy átlagos delfin. A zsákmány befogására és őrlésére szolgáló nagy fogak díszítették, ami nagyon különbözött a mai bálnáktól, szőrös fogaikkal. Ráadásul, mint már említettük, alsó állkapcsa nem tudott olyan szélesre nyílni.

Azonban J. Hunderi "bálna volt, mert számos, erre az alrendre jellemző adaptációja volt. Például ez egy széles felső állkapocs, ami azt jelzi, hogy egy nagy száj jelent meg a szűrési képesség előtt. Az alsó állkapocs két fele „J. A Hunderi" szorosan összekapcsolódott egymással, és nem engedték, hogy az ősi tengeri emlős nagyon szélesre tárja a száját. Ugyanakkor az állat felső állkapcsa a modern cetfélékre jellemzőnek tűnt, maga a koponya pedig nagyon széles volt. A tudósok úgy vélik, hogy J. Hunderi" nem szűrte meg a beáramló vizet, a szájtól ellenkező irányba lökte, hanem az ott lévő prédával együtt lenyelte.

A modern nagy bálnák közül furcsa módon a sperma bálna lehetőséget ad arra, hogy megválaszolja azt a kérdést, hogy a bálnák hogyan váltottak át egy szűrő típusú táplálékra. Általában a népszerű irodalomban a sperma bálnát úgy ábrázolják, mint aki egy óriási tintahalat eszik. De ez, bár jól ismert, de messze nem olyan gyakori préda. Természetesen a bálnavadászati ​​állomásokon a sperma bálnák vágásakor az ilyen puhatestűeket a gyomrukból vonták ki. De az is ismert, hogy gyakran nagyszámú, viszonylag kicsi tintahalat és halat találtak a sperma bálnák gyomrában. Még ha a hal néha elérte a méteres hosszúságot is, akkor is kicsi egy többtonnás sperma bálnához képest. A modern fogasbálnák gyakran kis halakkal és tintahalakkal táplálkoznak, egyszerűen a szájukba szívják őket. A csőrös bálnák fogazata jelentősen lecsökken – néha csak két nagy fogra, amelyek nyilvánvalóan nem alkalmasak zsákmányok, például halak és tintahal megfogására.

A kék bálnának nincsenek fogai

A legkorábbi bálnáknál (inkább a csontváz anatómiájában, és nem bálnacsont jelenlétében) a fogak ritkán ülnek az állkapcsokon. Feltételezhető, hogy fokozatosan elvesztették a zsákmány befogásának és közvetlen megtartásának funkcióját, és inkább a száj „zárására” szolgáltak. Egyébként egy modern cetcápában a kis fogak éppen ilyen szerepet töltenek be. A protobalin bálnák kezdeti zsákmánya nagy valószínűséggel elég nagy volt, és a kis halak be tudtak csúszni a ragadozó fogai közé. Ne mosolyogj: a modern heringnek is van esélye arra, hogy kicsússzon még a sokkal fejlettebb púpos bálnaszűrő berendezésből is. Valójában a modern rákpecsét (Lobodon) így fogja fel a zsákmányt, a kis lebegő rákféléket, amelyekben a fogak sajátos formát nyertek, többcsúcsossá és lapossá válva. Edward D. Mitchell kanadai kutatót meglepte a Llanocetus bálna fogainak szokatlan felépítése: nagy résekkel ültek az állkapcsokban, sekély gyökereik és mély bemélyedések voltak a koronán, amelyek lebenyekre osztották a fogat. Az állat felfedezéséről szóló népszerű cikk az „Ősi bálna mosolygott, mint egy szita” volt ("Az ősi bálna mosolya olyan, mint egy szita"). Ez egyértelmű megerősítése annak, hogy az első bálnák fogaikkal lezárták a szájukból a kis zsákmányok kijáratát, amelyeket több darab is lefoglalt. Az evolúció során a bálnák egy olyan eszközt fejlesztettek ki, amely egyidejűleg lehetővé tette a víz szabad kilépését az állat szájából, de hatékonyabban csapdába ejti a bálna szájába került kis halakat, rákféléket vagy tintahalakat. A cetfélék csapdázó berendezésében bekövetkezett további változások megértésének kulcsa a modern bálnák genomjában található fogak fejlődéséért felelős "sérült" gének ismerete is. A bálnacsont további fejlődésével a fogak jelenléte fokozatosan semleges jellemzővé vált, és a fogak fejlődéséért felelős "elrontott" génekkel rendelkező mutánsok túlélési sikerében nem különböztek az ép génekkel rendelkező bálnáktól, amelyek anatómiailag teljes fogakat növesztettek. Ezt követően a fogak eltűnése megszüntette az anatómiai korlátokat a fejlettebb szűrőberendezések kifejlesztésében.

Llanocetus

Echolocation

A valódi fogas bálnák (Odontocetes) úgy visszhangoznak, hogy különböző frekvenciájú kattanások sorozatát hoznak létre. Hangimpulzusokat bocsátanak ki a frontális dinnyén, visszaverődnek a tárgyról, és rögzítik a mandibulán.

Echolocation- a térben való tájékozódási rendszer a visszavert hanghullám visszatérésének késleltetésével - több mint 28 millió évvel ezelőtt jelent meg a jelenlegi delfinek és fogasbálnák ősében. A New York-i Technológiai Intézet docense, Jonathan Geisler tanulmányt végzett a "Cotylocara macei" fosszilis fajról, amelyet Charleston (Dél-Karolina) környékén fedeztek fel. „Tanulmányunk legfontosabb eredményei az echolocation evolúciójával és az ezt a képességet biztosító összetett anatómiával kapcsolatosak. Ugyanabban a korszakban keletkezett, amikor a bálnák diverzifikálódtak – különböző test- és agyméretek, különböző táplálkozási módok” – mondja Geisler.

A fogasbálnák, delfinek és delfinek magas frekvenciájú hangokat bocsátanak ki az orrjáratok zárt részén, a fúvólyuk mögött – míg minden más emlősnél (beleértve az embert is) a hangok a gégeből származnak. A fogazott bálnákban a mechanizmus nagyon összetett - sok izomból, légüregből és zsírrétegből áll, amelyek az arc egy kis területére préselődnek. A paleontológusok úgy vélik, hogy egy ilyen összetett rendszer fokozatosan, lépésről lépésre fejlődött ki.

Cotylocara macei - az egyik első bálna fejlett echolokációval

Geisler szerint a "Cotylocara macei" bálna képes volt visszhangzásra. "A koponya sűrű csontjai és levegős melléküregei segítettek hangjait egyetlen hangfolyamba összpontosítani, ami lehetővé tette a bálnának, hogy éjszaka vagy zavaros vizekben táplálékot keressen" - mondja a tudós.

Geisler és munkatársai összehasonlító elemzéssel megállapították, hogy a Cotylocara egy kihalt bálnacsaládhoz tartozott, amely legalább 32 millió évvel ezelőtt elvált a többi cettől. Úgy tűnik, hogy az echolokáció egy kezdetleges formája a Cotylocara és más fogasbálnák közös ősétől származik, körülbelül 35-32 millió évvel ezelőtt.

A "Cotylocarát" számos egyedi anatómiai jellemző különböztette meg, köztük egy mély üreg a fej tetején (innen ered a faj neve - "fej sinusszal"), ahol vízbe merítve az állatok "tárolódnak". levegőt – és ugyanez az üreg valószínűleg az arc oldaláról érkező hangokat is visszaverte. Figyelemre méltó még az orrnyílások körüli radarantenna-szerű csont, amely szintén képes visszaverni a hangot és javítani az echolocation minőségén. „A koponya anatómiája nagyon szokatlan. Soha nem láttam ehhez hasonlót egyetlen bálnában sem élőben, sem őskövületben” – mondja Geisler.

A squalodon ("Squalodon") koponyájának tanulmányozása arra utal, hogy az echolocation elsődleges előfordulása ebben a bálnafajban. Squalodon a középső oligocén elejétől a miocén közepéig élt, körülbelül 33-14 millió évvel ezelőtt, és számos, a modern fogasbálnához hasonló tulajdonsággal rendelkezett. Így például az erősen lapított koponya és a kiterjesztett állkapocsívek leginkább a modern Odontocetire jellemzőek. Ennek ellenére valószínűtlennek tartják, hogy a modern delfinek Squalodonból leszálljanak, bár a Squalodon betekintést nyújt a bálnák evolúciójába a korai szakaszban.

Squalodon

Ebben a bejegyzésben nem foglalkozom részletesen az echolokáció megjelenésének és fejlődésének kérdésével a fogas bálnákban, különben egy egész tudományos munkát kell itt írnom, és számos szempontot meg kell fontolnom ebben a kérdésben. Általánosságban elmondható, hogy a cetek utolsó kövületei ismét ragyogóan megerősítették a darwinizmus - az evolúciós tanítás - hűségét. A jövőbeli felfedezések minden bizonyítékkal igazolni fogják ennek a tézisnek a helyességét, mind a bálnák, mind az élő szervezet más csoportjainak evolúciójának példáján.

Az orrmelléküregek fokozatos elmozdulása a fej hátsó része felé bálnáknál

Érdekesség, hogy 2006 novemberében Japán partjainál egy palackorrú delfint fogtak el élve fejletlen, de kívülről jól látható hátsó végtagokkal. A fotója valószínűleg az összes hírfolyamot körbejárta. Ez az atavizmus a legjobb bizonyíték arra, hogy a bálnák ősei a szárazföldön éltek.

A leviatán, egy óriási fogú bálna modern rekonstrukciója, amelyben az echolokáció is kialakult már:

Baleen bálna fa

Harminchét millió évvel ezelőtt egy 15 méteres, hajlékony, hatalmas szájú és éles fogakkal rendelkező vadállat meghalt, és az ősi Tethys-óceán fenekére süllyedt. Sok évezreden át üledékréteg nőtt a maradványain. Aztán a tenger visszahúzódott, és amikor az egykori fenék sivataggá változott, a szél elkezdte elfújni a homokkövet és az agyagot, amely alatt a csontok pihentek. A világ lassan változik. A földkéreg eltolódásai Hindusztánt Ázsiába nyomták, a Himaláját az egekbe emelték... Afrikában az ember ősei felálltak és megtették első lépéseiket... A fáraók piramisokat emeltek... Róma emelkedett és elesett... És a szél fújt és fújt. És ekkor megjelent Philip Gingerich, a Michigani Egyetem paleontológusa, aki az elemek munkáját szerette volna befejezni. Egy nap napnyugtakor (tavaly novemberben volt) Gingerich az egyiptomi sivatagban feküdt, teljes magasságában a Basilosaurus (Basilosaurus) néven ismert lény gerince mentén. A körülötte lévő homok megkövesedett cápafogakkal, tűkkel volt tele tengeri sünökés halcsontok. „Annyi időt töltöttem ezek között a víz alatti lények között, hogy szinte azt mondhatom, hogy az ő világukban élek” – mondta, és ecsettel egy jó tuskó méretű csigolyára mutatott. "Ha ránézek erre a sivatagra, az óceánt látom." Gingerich megpróbálta megtalálni a lény csontvázának legfontosabb részét, és sietnie kellett. Kezdett besötétedni, és vissza kellett érnie a táborba, mielőtt a kollégái aggódni kezdtek. Wadi al-Khitan - így hívják a sivatag e szegletét - gyönyörű hely, de nem bocsátja meg a hibákat. A történelem előtti szörnyek csontjai mellett Gingerich véletlenül halandó emberi maradványokat is talált.

Ha a tudomány nem tudja megmagyarázni, hogyan fejlődtek ki a bálnák a szárazföldi állatokból, ez nem azt jelenti, hogy soha senkiből nem fejlődtek ki?

Végigment a gerincen a farokig, ecsetje nyelét a homokba bökve minden csigolya körül. Aztán megállt, és a földre tette a hangszert. – Itt van, egy aranybánya – mondta Philip, és ujjaival óvatosan a homokot gereblyézve feltárt egy vékony, legfeljebb 20 centiméteres csontot. – Tudod, nem mindennap lehet látni egy bálnalábat – jegyezte meg, és két kézzel áhítatosan felemelte a leletet. A Basilosaurus valóban egy bálna volt, de ennek a bálnának egy pár vékony hátsó lába állt ki az oldalaiból. Ezek a vicces lábak, teljesen kiformálva, de használhatatlanok (legalábbis a sétához), a legfontosabb részlet, amelyre szükség van annak megértéséhez, hogy a modern bálnák, amelyek tökéletesen alkalmazkodtak a vízi élethez, hogyan fejlődtek ki az egykor négy lábon járó emlősökből a szárazföldön. Gingerich tudományos pályafutása nagy részét ennek az átalakulásnak a tanulmányozásának szentelte, ami talán a legszokatlanabb az állatok egész történetében. És be tudta mutatni, hogy a bálnák, amelyek egészen a közelmúltig hűségesen szolgálták az evolúciós doktrína ellenfeleit a formák megváltoztathatatlanságának bizonyítékaként, valójában az evolúció egyik legszembetűnőbb bizonyítéka. „Az olyan teljesen megőrzött csontvázak, mint ez a Basilosaurus, a paleontológia igazi Rosetta-kövei” – jegyezte meg Gingerich, miközben visszamentünk a táborba. "Sokkal pontosabban tudják megítélni egy állat életmódját, mint az egyes csontok." Wadi al-Khitanról ("Bálnák völgye") régóta ismert, hogy szokatlanul sok ilyen "Rosetta Stone" található itt. Az elmúlt 27 év során Gingerich és munkatársai több mint száz bálna maradványait fedezték fel ezen a területen – és még sok mást találnak majd a jövőben. A táborba érve Gingerich csoportjának több tagjával találkoztunk, akik maguk is éppen akkor tértek vissza az ásatásokról. Hamarosan egy sült kecskehúsból, pita kenyérből és pépesített fava babból álló vacsora mellett beszélgettünk munkájuk eredményéről. Muhammad Sameh, a Wadi al-Khitan Természetvédelmi Terület főgondnoka, aki bálnákat keresett Gingerichtől keletre, azt mondta, hogy több új csonthalmazt fedezett fel – ez újabb nyom a természettörténet egyik legnehezebb rejtvényéhez. Iyad Zalmuth, a jordániai Ph.D. és Ryan Bebezh végzős hallgató egy sziklából kilógó bálna elülső részét ásták ki. „Úgy gondoljuk, hogy a csontváz többi része ott van elrejtve” – mondta Zalmuth. Rossz állatok. Az összes szárazföldi gerinces közös őse egy lapos fejű, szalamandraszerű négylábú lény volt, amely mintegy 360 millió évvel ezelőtt mászott ki a vízből egy mocsaras partra. Az emlősök voltak az utolsók a szárazföldi leszármazottai közül. A bálnák azonban az emlősök egy kis csoportjához tartoztak, amelyek éles evolúciós fordulatot hajtottak végre, és visszatértek a vízi életmódhoz. Az a kérdés, hogyan tették ezt a bálnák, megzavarta a legnagyobb tudósokat. Charles Darwin rájött, hogy ez a rejtvény az egyik legerősebb érv a természetes kiválasztódás általi evolúció elmélete ellen, ezért már a fajok eredetéről szóló könyv első kiadásában megpróbálta megfejteni. Felhívta a figyelmet arra, hogy egyesek megfigyelték, ahogy az amerikai fekete medvék több órán keresztül egymás után tátott szájjal úsznak, és megeszik a vízbe esett rovarokat. „Nem látok lehetetlent abban, hogy a medvék egy csoportja a természetes szelekció révén testfelépítésében és szokásaiban egyre jobban alkalmazkodott a vízi élőhelyekhez, és legeltetésük egyre nagyobb lett” – írta Darwin. végül nem jelent meg olyan gigantikus lény, mint egy bálna. A kritikusok azonban olyan keményen nevetségessé tették az általa ábrázolt képet, hogy Darwin eltávolította ezt a részt a könyv utánnyomásaiból. Csaknem egy évszázaddal később George Gaylord Simpson, a huszadik század kiemelkedő őslénykutatója még mindig a bálnák helyét kereste egy emlőscsaládfán, amely minden más szempontból tökéletesen rendezettnek tűnt. „Általában a cetfélék a legfurcsábbak, és nem hasonlítanak az emlősökhöz” – jegyezte meg bosszúsan. – Nincs számukra megfelelő lépcsőfok az evolúciós létrán. Olyan csoportként képzelhetők el, amely elszakadt az akkoriban létező különítmények vagy felsőbb rendek bármelyikétől, és teljesen más irányba kezdett fejlődni. Ha a tudomány nem tudja megmagyarázni, hogyan fejlődtek ki a bálnák a szárazföldi állatokból, az nem azt jelenti, hogy soha senkiből nem fejlődtek ki? Végül is egy szárazföldi állat, miután elkezdett alkalmazkodni a vízi élethez, többé nem lesz „sem hal, sem hús”, és nem fog életben maradni semmilyen környezetben. És ha a bálnák valóban megtették ezt a nagyszerű utat, akkor hol vannak az ezt megerősítő kövületek? „A bálnák és a szárazföldi emlősök között olyan nagyok az anatómiai különbségek, hogy a bálnák jelenlegi formájában való megjelenése előtt számtalan átmeneti alaknak kellett lennie az ősi tengereken” – írták egy 1989-ben megjelent tudományellenes esszé szerzői. "Eddig nem találták meg ezeket az átmeneti formákat." Philip Gingerich a 70-es évek közepén akaratlanul is nehéz kihívást fogadott el. Miután megszerezte diplomáját a Yale Egyetemen, ásatásokat kezdett a Clarks Fork folyó medencéjében Wyomingban. Itt bizonyítékokat gyűjtött az emlősök gyors növekedésére, amelyre csak tízmillió évvel a dinoszauruszok kihalása után került sor. 1975-ben, abban a reményben, hogy nyomon követheti az emlősök Ázsiából Észak-Amerikába vándorlását, Gingerich terepmunkát kezdett Pakisztán északi részén. Csalódás azonban várt rá: kiderült, hogy azok az 50 millió éves lelőhelyek, amelyeket itt kutatásra választott, nem a szárazföldön, hanem a Tethys-óceán keleti peremét jelentő tengerek fenekén keletkeztek. Amikor csoportja 1977-ben feltárt több medencecsontot, tréfásan egy "sétáló bálnának" tulajdonították őket – ez abszurd ötlet! Abban az időben a legtöbbet tanulmányozott fosszilis bálnák nem találtak különbséget a modern bálnákhoz képest: már víz alatt is hallottak, erős farok segítségével úsztak, és nem voltak hátsó végtagjaik. Aztán 1979-ben Gingerich egyik csoportja egy farkas méretű koponyát talált, de a tetején és az oldalakon nagy csontos gerincek voltak, amelyek erős állkapocs- és nyakizmokhoz kapcsolódnak. Még furcsább volt, hogy a tényleges koponyaüreg valamivel nagyobbnak bizonyult, mint egy dió. Valamivel később Gingerich felfedezte az ősi bálnák megkérdőjelezhetetlen kövületeit az indiai múzeumokban, és rájött, milyen koponyáról van szó. „Az első bálnáknak nagy koponyájuk és viszonylag kicsi agyuk volt” – mondta a paleontológus. "Rájöttem, hogy ez a koponya egy nagyon primitív bálnához tartozhat." Gingerich michigani laboratóriumában eltávolította a koponyát a kőről, ahol be volt zárva, és a tövében egy szőlőszem nagyságú csontot, azon pedig egy S-alakú kiemelkedést talált.Mind magát a csontot, amit hallóbulának neveznek, mind az S-t -alakú kiemelkedés rajta - a bálnák két fontos tulajdonsága, amelyek segítik a víz alatti hallást. A koponyából azonban hiányzott számos olyan elem, amelyekkel a modern bálnák rendelkeznek, és amelyeket a hang irányának meghatározására terveztek. A tudós úgy sejtette, hogy az általa felfedezett állat félig vízi életmódot folytathatott, és időről időre visszatér a szárazföldre.

„Rendkívül izgalmas az a tudat, hogy ennek a hatalmas állatnak, amely soha nem tette be a lábát a tengerpartra, még mindig valódi lábai és ujjai voltak.”

Bálna lábak. Miután felfedezte a legprimitívebb ismert bálnát, amelyet Pakicetusnak nevezett el, Gingerich új szemmel nézett a cetekre. „Egyre többet kezdtem gondolni arra a hatalmas ugrásra, amelyet egyik élőhelyről a másikra hajtottak végre” – emlékszik vissza. - Eleinte ez a lény földi állat volt, de szó szerint földönkívülivé változott. Ezért kezdett érdeklődni annak a számos átmeneti formának a felkutatása iránt, amelyek a földről a tengerbe való gigantikus ugrás során keletkeztek. Mindet meg akarom találni." Az 1980-as években Gingerich a Wadi al-Khitanban végzett kutatásokra összpontosított. Feleségével, Holly Smith paleontológussal és William Sanders michigani kollégával együtt bálnák után kezdett kutatni az üledékekben, amelyek körülbelül tízmillió évvel később halmozódtak fel, mint azokban, ahol a pakicetuszt megtalálták. Három tudós olyan, részben megőrzött bálnák csontvázait tárta fel, amelyek teljesen vízben élővé váltak, mint például a Basilosaurus vagy a kisebb, öt méter magas Dorudon. A vizsgált terület bővelkedett ilyen lények csontvázában. „Amikor Wadi al-Khitanban él egy ideig, a bálnák mindenhol megjelennek” – mondja Smith. - És egy idő után rájössz, hogy tényleg mindenhol ott vannak! Hamar meggyőződtünk arról, hogy nem fogjuk tudni kiásni az összes bálnát, és elkezdtük felrakni a térképre azokat a helyeket, ahol csontvázukat találták, és csak a legígéretesebb példányokat ástuk ki. A csoportnak csak 1989-ben sikerült megtalálnia, amit keresett – egy linket, amely a bálnákat a szárazföldön élő őseikhez köti. A felfedezés, ahogy az lenni szokott, véletlenül történt. Az expedíció vége felé, miközben Gingerich egy Basilosaurus csontvázát kinyerte a homokból, először fedezte fel a bálna hátsó lábának térdízületét, és kiderült, hogy maga a láb sokkal távolabb helyezkedik el a fejtől, mint azt korábban gondolták. Most, hogy a kutatók tudták, hol keressenek hátsó végtagmaradványokat, visszatértek néhány korábban a térképen megjelölt csontvázhoz, és találtak egy combcsontot, sípcsontot és fibulát, valamint egy maroknyi csontot, amelyek a láb csontvázát alkották. és a boka. Az expedíció utolsó napján Holly Smith két és fél centiméter hosszú ujjak teljes készletét is begyűjtötte. Ezeket az apró csontokat látva Holly szó szerint felkiáltott: „Tudni, hogy ennek a hatalmas állatnak, amely soha nem tette ki a lábát a partra, még mindig valódi lábai és ujjai voltak; rendkívül izgalmas felismerni, hogy ez mennyire fontos a bálnák evolúciójának megértéséhez.” A Basilosaurus hátsó lábai, bár nem tudták megtámasztani ezt a tetemet a parton, mégsem voltak kezdetlegesek. Erős izmok irányították őket, amelyek hajlították a térd- és bokaízületeket. Gingerich nem zárja ki, hogy az ilyen lábakat a párzás során használták partner megtartására. „Nehéz lehetett ellenőrizni, mi történik ott, annak a hosszú, kígyószerű testnek a túlsó végén, olyan távol az agytól” – mondja. Nem számít, hogy a Basilosaurusnak mire volt szüksége a kis lábaira, fontos, hogy jelenlétük megerősítette a szárazföldön sétáló, futott és ugráló bálnák őseinek létezését. De kik is voltak pontosan ezek az ősök? A kérdés nyitva maradt. A korai bálnák csontvázának egyes elemei, különösen nagy, háromszög alakú őrlőfogaik, nagyon hasonlítanak a mesonychia, a kihalt patás fogaira. Ezek a patások voltak az első ragadozó emlősök, és egyikük, az Andrewsarchus volt a legnagyobb szárazföldi ragadozó az osztály történetében. Az 1950-es években immunológusok felfedezték, hogy a bálnák állnak a legközelebb a vér biokémiájában az artiodaktilusokhoz, amely csoportba tartoznak a sertések, szarvasok, bikák és más párosujjú patás állatok. Az 1990-es évek elejére a géneket vizsgáló molekuláris biológusok rájöttek, hogy a bálnák legközelebbi modern rokona a víziló, amely szintén artiodaktilus állat. Gingerich és más paleontológusok jobban támaszkodtak a kövületekre, mint a molekulákra. Meg voltak győződve arról, hogy a bálnák a mesonychia leszármazottai. De ennek a hipotézisnek a megerősítéséhez Gingerichnek még egy specifikus csontot kellett találnia, nevezetesen a talus csontot. Ez a bokarész, az egyik legjellemzőbb eleme az artiodaktil váznak, mert szokatlan kettős tárcsa alakja van: a csont mindkét végén a tárcsa peremén lévő barázdákhoz hasonló hornyok találhatók. Ez a csontforma az artiodaktilusokat ugrálóbbá és mozgékonyabbá teszi, mint más tetrapodák, amelyekben a talusnak csak az egyik oldalán van horony. (Nyilvánvaló, hogy a mai bálnáknak egyáltalán nincs talpcsontja.) Minden a nagymamákról szól. Gingerich 2000-ben Pakisztánban látta élete első bálna bokacsontvázát. Végzős diákja, Iyad Zalmut barázdás csonttöredéket talált egy nemrég felfedezett faj, az Artiocetus maradványai között, amely 47 millió évvel ezelőtt élt. Alig néhány perccel később Munir ul-Haq geológus hasonló csontot fedezett fel a közelben. Gingerich eleinte úgy gondolta, hogy ezek a csontok az állat bal és jobb lábának lábcsontjai – vagyis megerősítették hipotézisét. Amikor azonban Philip összerakta őket, megzavarta a törmelék enyhe aszimmetriája. Miközben ezen gondolkodott, úgy csavarta a darabokat a kezében, mint egy kirakó két bonyolult darabját, és hirtelen tökéletesen illeszkedtek egymáshoz, és egy artiodaktilusszerű talust alkottak. Aznap este, útban a táborba, Gingerich és kollégái elhaladtak egy babki-játékos falusi gyerekek mellett. A nagymamák, ahogy az várható volt, igazi kecskecsontok voltak. Ismeretes, hogy az emberek évezredek óta használták ezeket az artiodaktiluscsontokat játékra és jóslásra. Zalmuth egy nagymamát kért a gyerekektől, és átadta Gingerichnek. Az este hátralévő részében csodálkozva nézte, ahogy a professzor egy kecskecsontot és egy bálnacsontot tartva ül egyikről a másikra. A hasonlóság tagadhatatlan volt. „Ez egy nagy felfedezés volt, de számomra összezavarta az összes kártyát” – mosolyog Gingerich. „Egyébként most már tudtuk, honnan jöttek a bálnák. Kiderült, hogy a vízilovakkal való kapcsolatukról alkotott feltételezés nem képzelet volt. Ennek ellenére a laboratóriumi tudósoknak igazuk van! Az azóta eltelt idő alatt Gingerich és kollégái fogról fogra, ujjról ujjra pótolták a bálnatörténet hiányosságait. A tudós úgy véli, hogy az első cetféléknek olyan szerkezetük lehetett, mint az antracothereké – a vízilovakra hasonlító növényevőknek, amelyek több mint 50 millió évvel ezelőtt mocsaras alföldeken éltek. (Hans Thewissen paleontológus szerint a bálnák az Indochiushoz hasonló, őskori mosómedve méretű félvízi artiodaktilusból, egy szarvashoz hasonló állatból fejlődtek ki.) Bármi is volt az első bálnák mérete és felépítése, körülbelül 55 millió évvel ezelőtt jelentek meg. ahogy az összes többi modern emlősrend is tette a globális felmelegedés során. Ezek a bálnák a Tethys-óceán keleti partjainál éltek, ahol a meleg tengervíz fröccsent. A táplálékban gazdag és gyíkmentes tengerekben körülbelül 50 millió évvel ezelőtt megjelentek a bálnák, mint pakicetus, egy ügyes úszó, aki még mindig visszatért a partra. A vízi élethez való alkalmazkodással a bálnák versenytársaktól mentes környezethez jutottak – ideális feltételek egy evolúciós robbanáshoz. És megtörtént a robbanás: az óceánt sok bálnaszerű lény lakta, de a kísérleti formák többsége jóval előttünk kihalt. Az akkori bálnák közül egy hatalmas, több mint 700 kilogramm súlyú, egy lesben álló ragadozó ambulocetus (Ambulocetus), rövid vastag lábakkal és hatalmas állkapcsokkal, egy hosszú nyakú, gémszerű fejű dalanista (Dalanistes) és makaracetus (Makaracetus) rövid törzsű, amelyet valószínűleg kagylók gyűjtésére használt. Földönkívüli lények. A vízi élőlények előnyei egyre messzebbre vitték a bálnákat a nyílt tengerbe, és körülbelül 45 millió évvel ezelőtt jelentek meg a megrövidült merev nyakú és megnyúlt, hajószerű orrú formák. Egy ilyen szerkezet lehetővé tette a víz ellenállásának hatékony leküzdését. A hátsó végtagok olyanok lettek, mint a rövid, vastag nyúlványok, és az ujjak rajtuk kinyúltak. Az ujjak között szövedék jelent meg, a mancsok pedig a kacsákra kezdtek hasonlítani – csak az őseiktől örökölt apró patákkal. Néhány bálnának erős farka van, amely éles függőleges mozdulattal átnyomja a testét a vízoszlopon. Ez a mozgásmód serkentette az egyre hosszabb, akár 67 csigolyát is tartalmazó és rugalmas gerinc kialakulását. Az orrlyukak felfelé mozdultak, és lyukakká változtak. Ahogy a bálnák mélyebbre merültek, fülük érzékenyebbé vált a víz alatti hangokra, amelyeket felerősítettek a zsírpárnák, amelyek speciális csatornákban helyezkedtek el, amelyek az állkapcsok teljes hosszában futottak, és víz alatti antennákhoz hasonlóan vették fel a rezgéseket. Bármilyen jól is alkalmazkodtak ezek az ősi bálnák a tengeri élethez, úszóhártyás lábukon mégis partra kellett kúszniuk, hogy párostársat és biztonságos helyet találjanak utódaik felneveléséhez. Néhány millió év elteltével azonban a bálnák túljutottak azon a ponton, ahonnan nincs visszatérés. A Basilosaurus és rokonai soha nem teszik ki a lábukat a szárazföldre, nyugodtan úsztak a nyílt tengeren. Testük már teljesen alkalmazkodott a vízi környezethez: az elülső végtagok megrövidültek, merevvé váltak, uszonyokká változtak; széles pengék jelentek meg a farok végén, és ezt a szervet szárnyashajóvá változtatták; a medencét leválasztották a gerincoszlopról, ami megnövelte a farok kilengését. És mégis, mint egy talizmán egy rég elfeledett földi múltból, megtartották a hátsó lábakat, amelyekben minden megvolt, aminek rendelkeznie kellett: apró térdekkel, lábfejekkel, bokákkal és lábujjakkal... Az eljegesedés gyermekei. A baziloszauruszokról a modern formákra való átmenet 34 millió évvel ezelőtt kezdődött. A bekövetkezett lehűlés aztán az óceáni áramlatokat futószalaggá változtatta, amely meleg vizet szállított a sarkokra, ahol lehűlnek és lesüllyednek, hogy tápanyagokkal dúsítva térjenek vissza a mélyből Afrika és Amerika nyugati partjainál. Az ilyen vízterületeken a plankton rákfélék virágoznak. Ez az élelmiszer-forrás lehetővé tette a bálnák számára, hogy új fülkéket alakítsanak ki, ami az echolocation, a hőszigetelő zsír és a bálnacsont megjelenéséhez vezetett - a planktonok megerőltetésére szolgáló speciális szerv. Ma, nem kis részben Gingerichnek köszönhetően, a cetek kövületekben bemutatott története az evolúcióelmélet egyik legnagyszerűbb bizonyítéka, és egyáltalán nem cáfolata. Ironikus módon a tudós az iowai mennoniták között nőtt fel, egy erős vallási alapokkal rendelkező családban. Földműves nagyapja is prédikátor volt a világnak. „A nagyapám – mondja Philip – soha nem beszélt az evolúcióról. Tudod, ezek a legnagyobb szerény emberek voltak, akik csak akkor mondták el véleményüket, ha kellően jártasak voltak a beszélgetés tárgyában.

Az ősi bálnák a szárazföldön szültek

A bálnák ősei a szárazföldi fajokhoz hasonlóan fejjel előre szültek fogas csecsemőket. Az archeocétális családok szerettek a parton feküdni, mint a modern fókák. A bálnák társadalmának ősi sejtje Pakisztánban került elő.

Philip Gingerich, a Michigani Egyetem paleontológusa szenzációs felfedezést tett: meg nem született borjút talált egy ősi archeocéta bálna megkövesedett nőstényében. Őskövületet 2000-ben találtak Pakisztánban, de a 33 centiméteres termést csak egy nappal korábban fedezték fel. A megkövesedett vemhes nőstények ritka lelet egy paleontológus számára, de Gingerichet valami más döbbentette meg. A kölyök fejjel előre került az anya testébe – mint egy szárazföldi állat, akinek születéskor azonnal oxigént kell belélegeznie, nem pedig úgy, mint a vízben élő bálnának, aki farkával előbb jön ki, hogy azonnal elkezdhessen úszni. A baba fogai jól mineralizálódtak - velük születése után azonnal feltörhette a nagy halakat.

fókaszerű vadállat

Gingerich a Plos One folyóiratban publikált egy tanulmányt, amelyben azt állítja, hogy a magzat elhelyezkedése arra utal, hogy az archeocéták a szárazföldön éltek. A talált nőstény körülbelül 47,5 millió évvel ezelőtt élt. Ulyaszerű hátsó lábai lehetővé tették a tetemet a talaj mentén történő mozgatását, bár ez nem volt könnyű számára. Külsőleg a bálna őse hasonlított a modern fókákhoz vagy rozmárokhoz: masszív elülső rész és elegáns medence hátsó lábakkal.

A Michigani Egyetem úgy véli, hogy az általuk vizsgált faj, a maiacetus inuus, azért érkezett a szárazföldre, hogy párosodjon, szüljön és pihenjen.

„Számos archeocét kövület található szerte a világon, amelyek a szárazföldi élőlényekből a vízi élőlényekbe kerültek, de ezek többsége töredezett. Az általunk leírt példányok elsőként szolgáltatnak adatokat ezen állatok születéséről, növekedéséről és fejlődéséről. A vízi élőhelyre való átmenet során az archeocétákban minden megváltozott, a légzés kivételével. Négy úszásra alkalmas lábuk volt, és bár a szárazföldön elviselték a fenevad súlyát, az archeocéták nem tudtak messzire futni” – mondta a paleontológus az El Mundo spanyol lapnak adott interjújában.

szexuális dimorfizmus

A vemhes nősténytől egy kilométerre egy hím maradványait találták meg, melynek hossza körülbelül 2,59 m volt; élete során körülbelül 390 kg-ot nyomott. A hím valamivel nagyobbnak bizonyult, mint a nőstény - 12%-kal, karmai pedig hosszabbak voltak, de az amerikai biológusok szerint ez nem elég ahhoz, hogy domináns szerepet töltsön be az archeocét társadalomban. Nem valószínű, hogy ő irányítani tudná a területet, véli Gingerich. A modern bálnákban a nőstények általában nagyobbak, mint a hímek.
a bálnák evolúciója

A tanulmány rávilágít a bálnák evolúciójára.

A tudósok úgy vélik, hogy az első szárazföldi lények a devonban jelentek meg - körülbelül 360-380 millió évvel ezelőtt. 300 millió év után egyes emlősfajok úgy döntöttek, hogy visszatérnek a vízbe. Mancsaik kezdtek visszaváltani uszonyokká. 2001 szeptemberében Gingerich kiadott egy tanulmányt, amelyet a Michigani Egyetem honlapján tettek közzé. Ebben az első bálnákat a vízilovak családjával hozza kapcsolatba, amelybe jelenleg vízilovak tartoznak. Lehetséges, hogy artiodaktilusokból fejlődtek ki az archeocéták a késő kréta vagy a korai paleocénben. Hosszú, megnyúlt állkapcsuk volt. A tudósok szinte biztosak abban, hogy a legelső archeocét egy teljesen földi lény volt, de ennek őslénytani bizonyítékait csak most találják meg.

Az Archeocetes az eocénben kezdett vízi életmódot folytatni. A nőstény maiacetus inuus az eocén közepén élt. A késő eocénben a modern bálnák "ősapjai" fajok elszakadtak a Basilosaurustól.

Louis Jacobs texasi paleontológus úgy jellemezte a Gingerich-példányt, mint "nagyon informatív láncszemet, amely korábban hiányzott". „Charles Darwin örülne” – tette hozzá Jacobs.

Gingerich több mint 30 éve kutatja Pakisztán és Egyiptom homokját; Korábban a Világóceán csobbant ezen a területen.

Kate Wong cikkéből átdolgozva // Scientific American, 2002. május

Őskori leviatán bálnát találtak Peruban Örülnek a francia, olasz, perui és holland tudósok, akik részt vettek mindkét földi ásatásban és a csontok későbbi elemzésében. Hiszen korábban egyetlen kövületekből, vagy inkább szörnyű fogakból sejtették ennek a vérszomjas szörnyetegnek a létezését. És most bingó! - egy ősi szörnyeteg tárul a világ elé.

Egy hatalmas sperma bálna maradványai 12-13 millió évesek. Az állat egy új nemzetséghez és fajhoz tartozik, mára kihalt, és elnevezték Leviathan melvillei.

A név első összetevője az Ószövetségben említett mitológiai tengeri szörnyeteg, a Leviatán. A második részt pedig Herman Melville, a "Moby Dick" fehér bálnáról szóló híres regény szerzője tiszteletére adják.

A tudósok azt sugallják, hogy az ősi óriás fogasbálna delfinekre és fókákra, sőt balin bálnákra is vadászott (ez látható ebben a rekonstrukcióban) (C. Letenneur/MNHN illusztrációja).

A biológusok egy 75%-ban megőrzött koponyát kaptak, amelynek hossza 3 méter. Ezen érték alapján a tanulmány szerzői azt sugallják, hogy a történelem előtti bálna hossza 13,5-17,5 m volt. Ez sok, de még mindig a modern felnőtt sperma bálnák méretén belül van. Physeter macrocephalus .

Dr. de Muizon bemutatja a Leviatán hatalmas fogát. Előttünk állnak a valaha talált állatok legnagyobb, ha nem a legnagyobb fogai, mondja a tudós, és összehasonlítja a mintát egy sperma bálna fogával (BBC keret).

De itt van, mit csinál Leviathan melvillei rekorder, szóval fogak. Maximális átmérőjük egy kezdő számára lenyűgöző 12 centiméter. És a hosszuk meghaladja a 36 cm-t!

Ez 10 cm-rel nagyobb, mint a legnagyobb ismert fogpéldányok Physeter macrocephalus. És mellesleg ez még valamivel hosszabb is, mint a sokkal ősibb Predator X tengeri szörny fogainak hossza, amelyet a felfedezők az állatvilág történetének egyik legszörnyűbb ragadozójának neveztek.

Sőt, ha a modern sperma bálnának csak az alsó állkapcsán vannak funkcionális fogai (a felsőn gyakorlatilag nincsenek kiálló kezdetleges fogak), akkor az ősi sperma-leviatán az alsó és a felső állkapcsot azonosan felfegyverezte.

És a fogak jelenléte fent és lent is egy kicsit más vadászati ​​stratégiát sugall, mint a sperma bálnáké: valószínűleg Leviathan melvillei megtámadta áldozatait, mint a modern kardszárnyú bálnák, tépve a húst.

Őskori bálna maradványait fedezte fel egy nemzetközi paleontológus csoport a dél-perui Ica-sivatagban még 2008 novemberében. Ez a terület egykor víz alatt volt, de az Andok felemelkedése miatt most a tengerszint felett helyezkedik el (G. Bianucci fotója, Universita di Pisa).

A koponya részleteiből ítélve a Leviathan állkapcsa nagy, erős izmokkal volt felszerelve – teszik hozzá a kutatók. Leviathan melvillei könnyedén megbirkózott más, akár 7-10 méter hosszú bálnákkal.

Ezenkívül ugyanazon a vizeken és ugyanabban az időben élt egy cápa, amely elérte a 15 méter hosszúságot - ijesztő megalodon. Lehetséges, hogy e két víz alatti óriás között kemény harcok robbantak ki – mondja a tanulmány egyik szerzője, Christian de Muizon (Christian de Muizon), rendező. Nemzeti Múzeum Természetrajz Párizsban (Muséum National d'Histoire Naturelle).

A lelet mérete. A koponya és az alsó állkapocs nézete különböző szögekből (Olivier Lambert és munkatársai/Nature illusztrációja).

Érdekes, hogy egy hatalmas ősi bálna felfedezése nem volt teljesen meglepetés. Éppen ellenkezőleg, arról álmodoztak. Hiszen őslénykutatók már több millió évvel ezelőtt is megvitatták azt a tényt, hogy egy ilyen lény szörfözhetett az óceánokban, egyetlen hatalmas és nehéz fogak leletei alapján. De ez nem volt elég a lény magabiztos azonosításához.

Ezért a perui sivatagban talált szinte egy egész koponya értékes ajándéknak bizonyult a tudósok számára. „Végre megtaláltuk” – emlékszik vissza érzéseire az egyik szerencsés, Olivier Lambert, a Nemzeti Természettudományi Múzeum munkatársa. – Nagyon megható pillanat volt.

Lambert szerint a tudósok már a helyszínen rájöttek, hogy egy ősi fogazott bálnával állnak szemben. De a fogai több mint kétszer olyan hosszúak és átmérőjűek voltak, mint a modern spermabálnák szájában. Volt min gondolkodni. És csak most készült el a kövületek részletes elemzése.

Leviathan (a), modern sperma (b) és kardszárnyú bálna (c) koponyáinak összehasonlítása. Bár az óriáscálnák koponyájuk nagyobb, az ősi bálna sokkal lenyűgözőbb fogakkal tűnik ki (több példányuk látható a jobb oldalon), és a "gyilkos bálna" egyszerűen elveszett ebben a háttérben (Olivier Lambert et al. /Természet).

A koponya mérete alapján a kutatók azzal érvelnek, hogy az ősi szörnybálnának nagy spermaceti szerve (spermaceti szervek) volt, aminek a működését illetően a modern spermaceteinél eltérések mutatkoznak.

A modern elképzelések szerint ez a nagy homloküreg, amely viaszos anyaggal - spermacetivel van feltöltve, egyszerre több feladatban is segíti a bálnát.

Az első (még mindig vitatott) a búvárkodás és az emelkedés megkönnyítése az anyag sűrűségének egymást követő változása miatt. Hideg vízzel érintkezve megkeményedik és összehúzódik, és a vér hőjével megolvad. Úgy tűnik, hogy ez az üreg szerepet játszik az echolokációban is. És újra nagy fejütőfegyverként szolgálhat a hímek nőstényért vívott küzdelmében.

Egyes feltételezések szerint segített a Leviatánnak a zsákmány elleni támadásban. Egy ilyen kos nem károsíthatja az áldozatot rosszabbul, mint a későbbi erős pofákkal történő elfogás. A tudósok emlékeztetnek arra, hogy legalább két 19. századi bálnavadászhajót elsüllyesztettek, miután eltalálták egy nagy hím sperma bálna hatalmas fejének oldalát. Ezek az esetek képezték később a "Moby Dick" cselekményének alapját.

Mivel a „Leviathan” láthatóan nem merült mélyre áldozataiért, hanem inkább a tenger felszíne közelében dúlt, nem volt szüksége a spermaceti szerv funkciójára, „segítségre a búvárkodásban”.

Ez pedig azt jelenti, hogy a bálnák evolúciója során egy ekkora szerv pontosan szonárként és kosként jelent meg, és jóval azelőtt, hogy a sperma bálnák elkezdtek volna elképesztő mélységbe merülni.

A kutatók nem tudják, mi vezetett a kihaláshoz Leviathan melvillei, de azt sugallják, hogy ennek oka a környezet (lehűlés), valamint az elérhető zsákmány számának és méretének változása. Az ilyen bálnáknak idővel meg kellett változtatniuk étkezési szokásaikat. Nem kizárt egyébként, hogy ez a változás vezetett a mai (az ősi szörnyeteghez képest) sokkal foghatlanabb sperma bálnák megjelenéséhez.

Utóbbiak egészen más területre specializálódtak: kiváló búvárok, akik mélytengeri tintahalra vadásznak. Ráadásul a tintahal fogásához nincs különösebben szükség a spermafogakra. Egyes tudósok még azt is sugallják, hogy a sperma bálnák fogai inkább a hímek közötti harcok fegyverei.

Ez egyáltalán nem így volt Leviathan melvillei, tökéletesen tudta, hogyan kell használni az ilyen lenyűgöző "vágókat". Nos, évmilliókkal a szörny eltűnése után egy agresszív ragadozó üres rését "gyilkos bálnák" töltötték be - gyilkos bálnák, bár méretükben jelentősen elmaradtak a "Leviathan"-tól, de hasonló vadászati ​​taktikát alkalmaztak. Bizonyos értelemben visszatérés volt az alapokhoz.

"A vízben mozdulatlanul fekvő szörny a mangrovefák között észrevette áldozatát - egy megfelelő méretű állatot, amely az itatóhoz érkezett. Hátsó lábainak néhány erőteljes lökésével a parthoz közeledett, erőteljes fogait a vízbe bocsátotta. Az áldozat testét és visszahátrált a vízbe. Amikor szorosan az állkapcsokba szorították, a lélegezni nem tudó állat abbahagyta a verést, a ragadozó kimászott a partra, hogy szilárd talajon enni kezdjen.Első pillantásra a szörny úgy nézett ki, mint egy krokodil - rövid lábakkal, masszív farokkal, hosszú, megnyúlt pofával és magasra állított, a fej felszíne fölé kiemelkedő testét azonban nem kagylólemezek, hanem gyapjú borították, lábai nem karmokkal, hanem valami hasonlóval végződtek paták, és a fogai egy állat fogai voltak, nem egy hüllőé..."

Így néz ki az ambulocétus, az egyik első bálna a paleontológusok szemében. Inkább egy olyan lény, amely „kapocs az evolúciós láncban”, amely összeköti a korai kainozoikum korszak szárazföldi emlőseit és a modern cetféléket: kék-, szürke- és púpos bálnákat, sperma bálnákat, narválokat, kardszárnyú bálnákat és delfineket – összesen mintegy 40 nemzetséget és 80 nemzetséget. a Világóceán kiterjedését szántó állatfajok.

A bálnák, mint az egyik legspecializáltabb emlősrend evolúciós története a biológusok számára még a XX. századig is rejtély maradt. Amikor 1945-ben J. Simpson az akkori paleontológiai adatok alapján összeállította az emlősök közötti evolúciós kapcsolatok rendszerét, megjegyezte, hogy a cetekről nagyon kevés adat áll rendelkezésre, és ezt a rendet a többiektől függetlenül helyezte el, összekapcsolva annak történetét. csak közös hipotetikus ős placentával.

Két évtized elteltével a paleontológusok nagy számban találtak olyan ősi bálnák és őseik maradványait, amelyek az eocén időszakhoz (55-34 millió évvel ezelőtt) tartoztak. Ez az az idő, amikor az ősi bálnák (archaeocetes - Archaeoceti) csak elkezdtek "belépni" a vízbe. Cetcsontokat találtak a későbbi oligocén (34-24 millió év) rétegekben. Aztán már kialakult ennek a csoportnak a két modern alrendje - a fogazott és a balén bálnák. Az emlősök élő rendjei közötti kapcsolat újraértékelése az immunrendszer fehérjéinek hasonlósága alapján azt mutatta, hogy a bálnák állnak a legközelebb az artiodaktilusokhoz (szarvasok és bikák, zsiráfok és vízilovak).

Őslénytani szinten egy ilyen összefüggést feltehetően az ősi (és teljesen kihalt) condylarthra (Condylarthra) - a patás állatok, ősállatok és cetfélék állítólagos közös ősei - különböző képviselőinek maradványainak tanulmányozása alapján lehetne megerősíteni. Egyértelmű hasonlóságot találtak az újonnan felfedezett fosszilis bálnák három csúcsú fogai és a ragadozó condylartrs - mesonychia (Mesonychia) csoportja között. Hasonlóságot találtak az artiodaktilusok fogászati ​​jellemzői és egy másik, a mesonychiához nagyon közel álló condilartra csoport - arctocyonidák (Arctocyonidák) között is. A munkát végző kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a cetfélék húsevőktől származnak, megjelenésükben a mesonychia farkasokra hasonlítanak, és ezeknek viszont közös őse volt az artiodaktilusokkal (A séma).

Tíz év elteltével a paleontológusok Philip Dzhingerish (P. Gingerish) amerikai paleontológus pakisztáni expedíciója során további anyagokhoz jutottak. Eocén szárazföldi emlősök maradványait keresték olyan helyeken, ahol már voltak, de csak tengeri élőlényekre bukkantak. Körülbelül 50 millió évvel ezelőtt ezt a területet az ókori Tethys-tenger változó partvonala jellemezte, amely az eocén időszak nagy részében elválasztotta Eurázsiát és Afrikát. A halak és puhatestűek maradványai között a paleontológusok két medencecsont-töredéket találtak, amelyek egyértelműen viszonylag nagy "sétáló" állatokhoz tartoznak. Ugyanakkor Pakisztán egy másik részén fedezték fel egy primitív artiodaktilus állkapcsát.

Két évvel később egy újabb furcsa leletre bukkant Észak-Pakisztánban a Gingerish expedíció. Egy furcsa lény koponyájának egy darabja volt, akkora, mint egy farkas. A közelben más emlősök maradványait találták, ezúttal szárazföldiek, amelyek körülbelül 50 millió évvel ezelőtt éltek. A talált ismeretlen állat koponyájának azonban olyan vonásai voltak, amelyek a modern cetek hallórendszerének felépítésének néhány részletére emlékeztettek.

A hanghullámok eltérő módon terjednek a vízben és a levegőben. A korunkban élő bálnáknak nincs külső fülük, és a középfülbe vezető hallónyílás vagy nagyon beszűkült, vagy teljesen hiányzik. A dobhártya megvastagodott, mozdulatlan, nem látja el a szárazföldi állatokra jellemző funkciókat. A bálnákban az úgynevezett hallóbula veszi át őket - egy speciális csontképződmény, amelyet az orrmelléküregek izolálnak. A Gingerish által felfedezett, ismeretlen állat koponyájában található bika, bár nem volt igazán „bálna”, és nyilvánvalóan nem tudott jó víz alatti hallást biztosítani, mégis meglehetősen jellegzetes változásokat mutatott. Kiderült, hogy ez a lény – a felfedezés helyéről, Pakicetusról (Pakicetus) kapta a nevét – lehet az egyik első evolúciós lépés a szárazföldi állatokról a cetfélékre való átmenet útján. Ugyanakkor feltételezhető, hogy a titokzatos vadállatnak volt a szokásos funkcionális dobhártyája is, amely lehetővé teszi a levegőben átvitt hangok érzékelését – eddig nem kevesebb időt töltött a szárazföldön, mint a vízben.

Ugyanebben az időben a paleontológusok egy másik csoportja is felfedezte ennek az állatnak a maradványait, nevezetesen az alsó állkapocs egy töredékét és néhány fogat. Szerkezetük teljes mértékben megerősítette a Pakicetus kapcsolatát a mesonychidákkal, amelyek maradványait egyébként megközelítőleg ugyanarról a területről és azonos időrétegekből ismerték. Úgy tűnt tehát, hogy minden a helyére került: a mesonychideák vagy közeli rokonaik valóban "igényelhették" az első cetfélék őseinek szerepét.

Az eocénben a tenger nagyon kedvezett az emlősök megtelepedésének. A Tethys meleg öbleiben hemzsegtek a halak, kielégítő életet ígérve, a tengeri nagyragadozók része pedig viszonylag szabadnak bizonyult. Bár a cápák és krokodilok továbbra is nagyon jól érezték magukat, a mezozoikumban számos vízi hüllő – plezioszauruszok, mosaszauruszok és hasonlók – mára eltűnt a tengerből.

A szárazföld és a tenger aránya 50 millió évvel ezelőtt

De hamarosan lehetetlenné vált a további kutatások elvégzése Pakisztánban - 1983-ban megkezdődött az afganisztáni háború, és az egész régió "forró ponttá" vált. Gingerish a bálnák keresésétől elragadtatva Egyiptomba helyezi át munkáját, egy Kairótól 95 mérföldre délnyugatra fekvő sivatagi völgybe - a Zeuglodon-völgybe, amelyet a 20. század elején itt készültek után neveztek el. archaikus bálnák leletei Zeuglodon (Zeuglodon). Az eocénben Egyiptom nagy része, akárcsak Pakisztán, a Tethys-tenger feneke volt – jelenleg a vizét hordó állatok maradványai hevernek a homokkőbe ágyazva. Több szántóföldi szezon után Gingerish és csapata vékony hátsó végtagokat fedezett fel, amelyek egy 18 méteres „tengeri kígyóhoz” – az ősi Basilosaurushoz (Basilosaurus) – tartoztak.

Korábban ismertek baziloszauruszok leletei - olyan állatok, amelyek kétségtelenül kizárólag vízi életmódot folytattak, és soha nem mentek szárazföldre. A baziloszauruszok az ősi tengerekben körülbelül 40-37 millió évet úsztak. De hátulsó lábaik jelenlétéről senki sem tudott semmit, mert a combcsontoknak csak különálló részeit találták, amelyeket a paleontológusok kezdetlegesnek tartottak. Gingerish megmutatta, hogy a Basilosaurusnak lábai vannak! Igaz, nagyon kicsi - kevesebb, mint fél méter. Nem világos, hogy használták-e valamilyen módon, vagy csak kezdetlegesek voltak. Nem valószínű, hogy sokat segíthetnének úszás közben, és biztosan nem használhatók a leszálláshoz. Felmerült, hogy a hatalmas kígyózó Basilosaurus használhatta őket esküvői ölelkezésre, megtartva egymást az imbolygó hullámokban. Fontos, hogy 10 millió évvel Pacicetus után az ősi bálnák egy részének még mindig volt végtagja. Ezek között a lények között – bár feltehetően – kapcsolatot lehetett kialakítani. A "lábas bálnák" valósággá vált.

Egy nagyon fontos felfedezést tettek 1992-ben. Az amerikai Hans Thweissen csapata Pakisztán északi részén, mintegy 48 millió éves rétegekben fedezte fel a modern bálnák és szárazföldi őseik közötti „átmeneti kapcsolat” szinte teljes vázát. Az állat nagy, evezőszerű lábai és erőteljes farka azt jelezte, hogy jó úszó, az erős lábcsontok, valamint a mozgatható könyök- és kéztőízületek pedig arra utaltak, hogy jól mozog a szárazföldön. Az „átmeneti láncszemet” ambulocetusnak (Ambulocetus natans) nevezték el, „sétáló és úszó bálnának”.

És még később Thewissennek, Jinderishnek és más őslénykutatóknak sikerült olyan kövületeket találniuk, amelyek lehetővé tették a bálnák közeli vízi életmódról óceáni életmódra való átmenetének egymást követő szakaszainak rekonstrukcióját. Hosszú orrú remingtonocetidák (Remingtonocetids, például Kutchicetus) és protocetidák (Protocetids, például Rodhocetus) maradványait találták meg, amelyek szintén valamiféle „pacicet-szerű” ősöktől származnak a Tethys partján. A már teljesen „delfinszerű” Dorudonok (Dorudon) - a baziloszauruszok és a modern bálnák lehetséges ősei, amelyek fokozatosan megtelepedtek a Föld összes tengerében, a protocetidákból származtak.

Az eocént követő oligocén időszakban a tengerszint csökkent. "Proto-India" csatlakozott Ázsiához (ennek az "ütközésnek" a Himalája megjelenése volt), Ausztrália és az Antarktisz pedig eltávolodott egymástól, aminek eredményeként a déli féltekén egy széles, szabad tengergyűrű alakult ki. Déli körkörös áramlat támadt, és jéghéj kezdett kialakulni. Ez új feltételeket teremtett a tengerekben élő emlősök számára, ami számos szakértő szerint a modern alrendek - a balin és a fogazott bálnák - kialakulásához vezetett. A legrégebbi ismert átmeneti forma közöttük és az ősi archeocéták között a Llanocetus, az antarktiszi üledékekben található ősbalin bálna, amely körülbelül 34 millió éves. Nyilvánvalóan jól táplálkozhatna krillel. A fogazott bálnák a szakértők szerint nagyjából ugyanabban az időben keletkeztek, és kifejlesztették az echolokáció képességét, ami lehetővé tette a mélyben való aktív vadászatot.

Sajnos a két újkori rend első képviselőjének maradványaira rendkívül ritkák a leletek. A tengerszint süllyedése az oligocénben kiszárította azokat a part menti területeket, ahol ezeket a maradványokat tartalmazhatták, és elpusztultak. Ám a későbbi rétegekben végzett ásatások azt mutatják, hogy kicsivel később, 30 millió évvel ezelőtt a valódi balin- és fogasbálnákat több család is képviselte.

Az ősi archeocéták és őseik leletei lehetővé tették a cetek állandó óceáni életre való átmenetének visszaállítását is.

Mint elhangzott, Pacicetusnak már voltak bizonyos, a bálnákra jellemző átalakulásai a hallórendszerben. Thewissen azt javasolta, hogy használja őket a földben terjedő hangok érzékelésére. Lesben álló ragadozó lévén, a vízben várta a zsákmányt, hallotta a lehetséges zsákmány lépéseit az itatóhely felé közeledve. Nagyon valószínű, hogy Ambulocetus is fellépett, amelynek állkapcsában már megindult a bálnákra jellemző csatorna, amely hangot vezet a fülbe. Az alsó állkapcsot a földre helyezve - ahogy a krokodilok teszik - Ambulocetus "meghatározta" a mozgást potenciális áldozatai partjai mentén.

Luo (Zhe-Xi Luo), a pittsburghi Természettudományi Múzeum paleontológusa kimutatta, hogy a baziloszauruszoknál és dorudontáknál, az első teljesen vízi bálnáknál a hallórendszer szerkezetében már meglehetősen közel állt a modern bálnák hallórendszeréhez. Később a két csoport – a fogazott és a balénbálnák – evolúciója eltérő módon zajlott. Előbbi az eholokációban használt magas frekvenciájú hangok előállításához és érzékeléséhez szükséges tulajdonságokat fejlesztette ki, míg utóbbi az alacsony frekvenciájú akusztikus jelekre „specializálódott”, amelyek lehetővé tették a nagy távolságok közötti kommunikációt. Körülbelül 28 millió évvel ezelőtt a korai fogazott bálnák már rendelkeztek a magas frekvenciájú hangok érzékeléséhez szükséges csontszerkezetekkel, és ennek megfelelően bizonyos visszhang-meghatározási képességgel.

A cetfélék evolúciója során a koponyában bekövetkezett további fontos változások közé tartozott a Pacicetus és Ambulocetus szemüregeinek felső helyzetéből (mint a krokodiloknál) a fej oldalára váltása, mint a protocetidáknál és a modern bálnáknál. Az orrlyukak Pacicetusban a pofa tetejétől a modern bálnáknál a fej tetejére (fúvólyuk) tolódnak el. A fogak egyszerűek és monotonok lettek - csak a zsákmány tartására és nem rágására alkalmasak. A bálnáknál teljesen eltűntek; "bálnacsontjuk" - kanos lemezeik, semmilyen módon nem kapcsolódnak a fogakhoz.

A fosszilis bálnák fogaiban jelenlévő oxigénatomok izotópos összetételének elemzése alapján arra következtethetünk, hogy édes- vagy tengervízben éltek - ez utóbbi nagy arányban tartalmazza a 18O izotópot. Kiderült, hogy a pacicetus teste csak édes vizet kapott, az ambulocétusok édes- és sós vízben is élhetnek, a protocetidák pedig már igazi tengeri állatok.

A bálnákban található egyik legfontosabb adaptáció az, hogy képesek függőleges farokrúgásokat produkálni, amelyek lehetővé teszik számukra a gyors úszást. Az Ambulocetus medenceövének szerkezete továbbra is lehetővé tette az állat számára, hogy szárazföldön mozogjon, bár az aránytalanul nagy hátsó végtagok és az evezőszerű lábak megnehezítették a mozgást. De az ilyen végtagok nagyon alkalmasak voltak az evezésre, amikor a vízben mozogtak. A protocetidák képviselőjének számító Rhodocetusnál az alsó mellső végtag csontjai összenyomódtak, és már úszószárnyakra emlékeztettek, a hosszú, finom lábak pedig úszóhártyás lehettek. A keresztcsontot alkotó csigolyák közötti szalagok meggyengültek a Rhodocetusban, lehetővé téve a gerinc hajlítását, hogy a farok hullámzó függőleges mozgását hozza létre. Gingerish szerint "kutyaként" úszott a felszínen, és a lapátszerű hátsó lábak és a farok lökéseinek kombinálásával mozgott a víz alatt. Valószínűleg ez a fenevad még nem szakított teljesen a szárazföldi környezettel, és időnként kijutott a szárazföldre, ahol rándulva mozgott, mint a modern füles fókák.

A baziloszauruszok és a dorudontidák, mint már említettük, teljesen vízi lények voltak. A modern bálnákhoz hasonlóan a válluk is mozgatható maradt, a könyök és a csukló alkotta az elülső uszonyt. A hátsó lábak és a medencecsontok kicsik és gyengék voltak. Az a kérdés azonban, hogy a bálnák pontosan mikor veszítették el hátsó végtagjaikat, nyitva marad. Például egy igazi balin bálnának, amelynek maradványait legutóbb 27 millió éves rétegekben fedezték fel, még mindig jól formázott lábai voltak.

Dorudon farokvidékén a farokúszó tövében egy lekerekített csigolya volt, amely hasonló a modern bálnákéhoz. Így talán a dorudonoknak és a baziloszauruszoknak már teljesen bálnafarokúszójuk volt.

Tehát a 70-90-es évek paleontológiai felfedezéseinek sorozata. 20. század lehetővé tette a bálnák evolúciós kialakulásának főbb szakaszainak nyomon követését a szárazföldi állatoktól a kizárólag vízi állatok felé vezető úton. A távolabbi őseik kérdése azonban továbbra is – és továbbra is – nyitott maradt. A modern emlősök – különböző rendek képviselői – DNS-ének különböző részeinek összetételének összehasonlítása lehetővé tette a kutatóknak, hogy ismét beszéljenek a bálnák és az artiodaktilusok közötti nagyfokú kapcsolatról. Míg a mesonychideáknak, tisztázatlan szisztematikus helyzetükkel, úgy tűnt, semmi közük ehhez... Más elemzések a bálnák nagy hasonlóságát mutatták ki egy különálló és nagyon specifikus artiodaktilusok csoportjával - vízilovakkal (B, C séma) .

A modern bálnák és őseik csontvázai

A paleontológusok eleinte nagyon negatívan reagáltak a DNS-elemzés eredményeinek ilyen értelmezésére - elvégre élő állatok összehasonlításáról volt szó, a Pacicetus és az Ambulocetus DNS-ét természetesen nem őrizték meg. A mezonichidák viszont nagyon alkalmasak voltak a bálnák őseinek szerepére - „megfelelő” morfológiai jellemzőikben különböztek, maradványaikat pontosan azokban a régiókban és rétegekben találták meg, ahol és amikor a cetek kialakulásának kellett volna. megkezdett. De nem voltak olyan ősi artiodaktilusok maradványai, amelyek megerősítenék a molekuláris biológusok feltételezéseit.

A probléma megoldásának kulcsa az úgynevezett talus felfedezése lehet, amely a bálnák egyik ősi (még partra szálló) őséhez tartozott, és összeköti a térd csontjait a boka csontjaival. Valamennyi artiodaktilusban a talus nagyon jellegzetes alakja van, mindkét végén csigával. Valójában ez az egyik legfontosabb jellemzője a leválásnak.

2001 őszén Gingerish arról számolt be, hogy Beludzsisztán keleti részén egy másik Rhodocetus-fajt - Rodhocetus astralagus - és a protocetidák új formáját - az Artiocetust (Artiocetus) - fedezték fel. Ugyanakkor Thewissen és munkatársai a Punjabban feltárták Pacicetus csontvázát (korábban csak a koponyáját ismerték) és egy másik, Pacicetushoz közel álló állat (Ichtyolests) csontvázát. És minden újonnan talált csontváznak volt egy artiodaktilusra jellemző talus. Kiderült, hogy a mesonychidáknak, amelyekben ez a csont más alakú volt, tényleg semmi közük a bálnák megjelenéséhez? Maradványaik véletlenül „a megfelelő időben és a megfelelő helyen” voltak? De milyen artiodaktilusok szülték a ceteket? A Behemótok, mint önálló csoport, jóval később keletkeztek. Őseik, valamint más artiodaktilusok közül egyik ismert fosszilis faj sem felel meg jobban a bálnák ősének szerepére, mint a mezonichidák.

Meg kell azonban jegyezni, hogy az artiodaktilusok eredete továbbra is tisztázatlan. Lehet, hogy a mesonychidák ennek a leválásnak (és nem a condylartrs) önálló ágai, amelyek valamiért elveszítették a talus jellegzetes alakját? Akkor lehet, hogy közös őseik vannak a cetekkel. Most van egy ilyen hipotézis (D diagram). A vita folytatódik, és a legtöbb tudós egyetért abban, hogy a bálnák legelső őseinek rejtélye még nem megoldott. Új paleontológiai leletekre van szükség.

Kate Wong cikkéből átdolgozva // Scientific American, 2002. május

Átalakító