Gedurende een periode van enkele miljoenen jaren gleden oude soorten dolfijnen door de zeeën en leken ze in veel opzichten op de tandwalvissen van vandaag - met uitzondering van hun opmerkelijk lange snuiten. Deze vreemde walvisachtigen schepten naar verhouding langere snuiten op dan enig ander waterzoogdier of reptiel, levend of uitgestorven; sommige van hun neusachtige aanhangsels strekten zich meer dan 500 procent verder uit dan hun hersens. Zelfs Matthew McCurry, curator van paleontologie in het Australian Museum, die de evolutie van lange snuiten in bestaande soorten heeft bestudeerd, vindt hun schedels 'extreem vreemd'.
In 2015 besloot McCurry als pre-doctoraatsstudent in het Smithsonian National Museum of Natural History om deze uitgestorven zeezoogdieren nader te bekijken. Wetenschappers weten al meer dan 100 jaar van hen, maar niemand had de functie van hun overvloedige snuiten vastgepind. De hypothesen waren "grotendeels kwalitatief en eigenhandig", zegt Nicholas Pyenson, conservator van fossiele zeezoogdieren in het Museum of Natural History. "Mensen zeiden: 'Oh, de lange snuit wordt waarschijnlijk gebruikt om prooi in het sediment op te wekken ... [W] ik zou zeggen dat dit adaptieve hypothesen zijn, maar niets was echt getest."
Dus McCurry en Pyenson wilden dat precies doen. En in een nieuw artikel gepubliceerd in Paleobiology , hebben de onderzoekers een oplossing gevonden voor het merkwaardige geval van de langsnuit dolfijn: de wezens, vonden ze, waren in staat om hun snuiten door het water te slingeren, met behulp van hen om prooien te raken en te verdoven, net zoals zwaardvissen vandaag.
In hun zoektocht om de unieke schedels van lang vergane walvisachtigen te analyseren, wendden McCurry en Pyenson zich tot de enorme hoeveelheid walvisfossielen van het Smithsonian. "Er zijn er zoveel die niet zijn bekeken dat ik je eigenlijk niet de volledige omvang van de fossiele walvisbestanden kan vertellen die we bezitten, " zegt Pyenson, maar schat dat er maar liefst 15.000 in de collectie kunnen zijn.
De onderzoekers voerden computertomografie (CT) -scans uit van de schedel van drie uitgestorven soorten ( Pomatodelphis inaequalis, Xiphiacetus bossi en Zarhachis flagellator ), en afgietsels van twee andere oude walvisachtigen ( Parapontoporia sternbergi en Zarhinocetus errabundus ). Om deze wezens te vergelijken met dieren die tegenwoordig leven, hebben McCurry en Pyenson twee soorten rivierdolfijnen gescand, die aanzienlijk langere snuiten hebben dan hun tegenhangers in de oceaan, hoewel lang niet zo lang als hun prehistorische voorgangers. De onderzoekers keken ook naar twee soorten langsnuitvissen: de Atlantische blauwe marlijn en de zwaardvis.
McCurry en Pyenson analyseerden vervolgens de digitale modellen van de schedels met behulp van berekeningen waarop ingenieurs vertrouwen om de draagkracht van balken te beoordelen. Volgens Pyenson is de "straaltheorie" nuttig in de studie van snuiten omdat het "over deze objecten spreekt omdat ze zijn gebouwd om te reageren op krachten: hoe rigide het is, wat voor soort stress erop wordt uitgeoefend." En de onderzoekers ontdekten dat dolfijnen van weleer geen moeite zouden hebben gehad om hun indrukwekkende snuiten door het water te vegen om hun prooi te meppen.
Omdat de snuiten van de soort in vorm varieerden, hebben ze hun handige aanhangsels op verschillende manieren verplaatst. Sommigen veegden ze heen en weer, anderen op en neer, en weer anderen konden hun snuiten in meerdere richtingen bewegen.
"Stel je een balk voor als een ski, " zegt Pyenson als een voorbeeld. “Een ski buigt goed op en neer, maar niet van links naar rechts. Een paal, die dezelfde gedistribueerde vorm heeft, kan op en neer [en] van links naar rechts buigen, geen probleem. ”
De onderzoekers waren vooral getroffen door het feit dat deze dieren niet allemaal nauw met elkaar verwant waren. Verschillende soorten lijken onafhankelijk lange, uitzonderlijk lange snuiten te hebben ontwikkeld, wat suggereert dat iets in hun omgeving de verandering heeft veroorzaakt. Maar wat precies?
Langsnuitdolfijnen doken op in het Midden-Mioceen, een periode die zich uitstrekt van 11, 6 tot 16 miljoen jaar geleden, toen het klimaat warmer was dan nu. De temperatuur in de oceaan steeg en de zeespiegel steeg, waardoor de zeebodem nabij de kust ontstond, wat "een echt geweldige habitat is voor vissen en andere prooidieren voor dolfijnen", zegt Pyenson. Maar de ontsnappingsreactie van vissen wordt sneller in warmer water, waardoor ze moeilijker te vangen zijn. Het is mogelijk, zo stellen de onderzoekers, dat dolfijnen tijdens deze periode hyperlange snuiten ontwikkelden om ze een extra voordeel te geven tijdens de jacht.
Miljoenen jaren bleven de wereldtemperaturen stabiel en dolfijnen met uiterst langwerpige snuiten dartelden in warm water.
"Misschien is dit een gevolg van wat er gebeurt als je een dergelijke omgeving meerdere miljoenen jaren stabiel hebt", theoretiseert Pyenson. "Deze eigenschappen worden overdreven."
Maar met de komst van het Plioceen-tijdperk werd het klimaat grilliger en fluctueerde de overvloed aan gematigde, nabij de kust gelegen voedselgronden. Met deze veranderingen verdwenen de dolfijnen met lange neus. En dit roept interessante vragen op over of het evolutionaire traject van uitgestorven dolfijnen ons iets kan vertellen over hoe dolfijnen het zouden kunnen doen in het huidige tijdperk van klimaatverandering.
Het verhaal van deze oude wezens benadrukt hoe de omgeving van een organisme zijn uiterlijk transformeert en laat duidelijk zien wat we te verliezen hebben aan biodiversiteit wanneer een omgeving verandert, zoöloog Karina Amaral van de Federale Universiteit van Rio Grande do Sul, die niet betrokken was bij de studie, vertelt Ed Yong van The Atlantic . En dat is belangrijk om te overwegen, met name "op een moment waarop veel mensen erop staan ons veranderende klimaat te negeren", zegt Amaral.
Wat kan het evolutionaire traject van uitgestorven dolfijnen ons vertellen over hoe dolfijnen het zouden kunnen doen in het huidige tijdperk van klimaatverandering? McCurry merkt op dat het moeilijk is om definitieve conclusies te trekken omdat temperatuurschommelingen vandaag de dag "ongekend zijn in hun oorzaak en snelheid." Maar hij beschouwt de studie als een "waarschuwend verhaal", en Pyenson voegt eraan toe dat nader onderzoek naar oude walvissen kan bieden inzicht in de toekomst van de oceaanstelsels van de aarde.
"Hoge zeespiegelstijging, verzuurde oceanen, warmere oceanen - dat zijn allemaal eigenschappen van vroegere walviswerelden, " zegt hij. "En kijkend naar het fossielenbestand, kijkend naar de biologische respons van die voorbije werelden, dan zal dat heel belangrijk zijn om vooruit te komen."
