Als je een voedende vin, blauwe of bultrug bekijkt, zul je waarschijnlijk een glimp opvangen van de haren van baleen die zijn gapende kaken vullen. Baleen is anders dan elke andere voedingsstructuur op de planeet. Gemaakt van keratine, hetzelfde materiaal als haar en vingernagels, hangt baleen aan het dak van de mond van een walvis en wordt gebruikt om kleine vissen en schaaldieren uit grote slokken water te filteren. Terwijl water in de mond van een walvis stroomt, passeren de kleine wezens gemakkelijk door de kamachtige borstelharen, maar zodra de mond van een walvis vol water is, spoelt het water er weer uit, waardoor de kleine wezens in de muur van baleen worden gevangen geheel ingeslikt.
Wetenschappers weten niet hoe of wanneer baleinen zijn geëvolueerd, maar de recente ontdekking van een oud walvisfossiel - ongeveer 30 tot 33 miljoen jaar oud - verborgen in de collecties van het Smithsonian National Museum of Natural History kan een kritische aanwijzing bevatten.
Volgens een nieuwe studie gepubliceerd door onderzoekers van het Smithsonian Museum of Natural History, Texas A&M University, het Burke Museum of Natural History and Culture in Seattle, en George Mason University, werd deze oude walvis genaamd Maiabalaena nesbittae gevoed zonder tanden of baleen. Tegenwoordig bestaan er twee lijnen van walvissen - degenen die eten met baleen en degenen die eten met tanden en echolocatie om hun prooi te volgen. Lange tijd hebben paleobiologen gespeculeerd dat een voorouder van baleinwalvissen zowel tanden als een primitieve vorm van balein kan hebben - wat wetenschappers een overgangssoort noemen. Er is geen bewijs van een dergelijke soort, maar de ontdekking van Maiabalaena suggereert dat één oude walvissoort misschien geen tanden of baleinen nodig had om te overleven.
De bovenkaak en schedel van Maiabalaena nesbittae . Walvissen waren de eerste zoogdieren die baleen evolueerden, en geen enkel ander zoogdier gebruikt een anatomische structuur die zelfs op afstand vergelijkbaar is om zijn prooi te consumeren. (Smithsonian) "Als we het hebben over walvisevolutie, richten tekstboeken zich vaak op de vroege stadia, toen walvissen van land naar zee gingen, " zegt Nicholas Pyenson, de curator van fossiele zeezoogdieren van het National Museum of Natural History. “ Maiabalaena laat zien dat de tweede fase van de evolutie van walvissen net zo belangrijk is voor evolutie op grote schaal. Voor het eerst kunnen we nu de oorsprong van filtervoeding achterhalen, een van de belangrijkste innovaties in de walvisgeschiedenis. ”
Zoals de meeste zachte weefsels fossiliseert baleen niet. Om aanwijzingen te vinden die wijzen op het bestaan van baleinen in oudere fossielen, is een beetje speurwerk nodig - eenvoudigweg de kaakbotten van deze gefossiliseerde walvis niet met het blote oog onderzoeken. In plaats daarvan gebruikten wetenschappers de hoge-resolutiekracht van een CT-scanner om de structuur van het bot van dichtbij te bekijken. Wat ze vonden was onverwacht.
“Het brak de moer voor ons op manieren die we nog geen 5 tot 10 jaar geleden konden hebben. We hebben een beeld gekregen van wat er in het bot gebeurde en dat kan ons vertellen of er baleen was, 'zegt Carlos Peredo, hoofdauteur van de studie en een promovendus aan de George Mason University.
Carlos Mauricio Peredo, predoctorale fellow van het Nationaal Natuurhistorisch Museum en hoofdauteur van de studie, met de 33 miljoen jaar oude vroege baleinwalvis Maiabalaena nesbittae . Het fossiel is het eerste van zijn soort dat door wetenschappers wordt beschreven en zal nu dienen als het voorbeeld van deze soort voor de wetenschappelijke gemeenschap. (Smithsonian) Walvissen hebben tegenwoordig uitgebreide netwerken van bloedvaten in de mond van hun mond die hun baleen of tanden voeden met voedingsstoffen. En dus zijn hun kaakbotten bezaaid met microscopische gaten. Dat was niet het geval voor dit fossiel.
In plaats daarvan had de Maiabalaena- schedel aanwijzingen voor een vlezige tandvleeslijn, een sterke tong en gespierde wangen gebouwd voor het stofzuigen van zijn maaltijden van inktvis en vis. Met deze sterke spieren zou het zijn mond kunnen vormen om als een rietje te functioneren - een prestatie waargenomen bij recentere tandwalvissen zoals de narwal en de uitgestorven odobenocetops. Het dak van de mond van Maiabalaena was slank vergeleken met de baleinwalvissen van tegenwoordig, die brede monden nodig hebben om hun vele platen baleen te verankeren. Het had ook relatief lange en brede flippers aan de voorkant, een eigenaardigheid die wetenschappers nog steeds stomp maakt.
Met zo'n unieke voedingsmethode is het niet meer dan logisch om te vragen waarom deze walvis zo zou evolueren. Wat kan het voordeel zijn om een belangrijk voedingsgereedschap zoals tanden te verliezen?
Ten eerste zijn tanden duur. Het kost veel energie en middelen om tanden te bouwen met een sterk glazuur. Slurpen van voedsel is veel zuiniger wanneer zacht voedsel direct beschikbaar is. Ten tweede leefde deze walvis in een tijd in de geschiedenis van de aarde toen de omgeving snel veranderde. Toen Antarctica aan het einde van het Eoceen zich losmaakte van Zuid-Amerika, werden de stromingen van de oceaan verstoord. Nu, alleen met Antarctica, omringt een enorme stroom het continent - een verandering die enorme gevolgen had voor zowel de atmosferische als de oceaantemperaturen over de hele wereld. Hoewel het onduidelijk blijft hoe dit specifiek van invloed kan zijn geweest op walvissen, is het duidelijk dat de verandering in het klimaat op aarde een vonk was die een dramatische evolutionaire verandering in gang heeft gezet.
"Elke keer dat we in deze tijd een andere walvis vinden, is het: 'Oh dit is anders, dit is raar.' Je vindt twee walvissen vlak naast elkaar en ze lijken niets op elkaar, 'zegt Peredo.
Een artistieke reconstructie van een moeder en kalf van Maiabalaena nesbittae verpleging voor de kust van Oregon tijdens het Oligoceen, ongeveer 33 miljoen jaar geleden. Hoewel Maiabalaena niet in staat zou zijn geweest om voer te kauwen of te filteren, wijzen spieraanhechtingen op de keelbeenderen erop dat het waarschijnlijk sterke wangen en een intrekbare tong had. Deze eigenschappen zouden het mogelijk hebben gemaakt om water in zijn mond te zuigen en daarbij vis en kleine inktvis op te nemen. (Alex Boersma) Walvissen, meestal relatief vergelijkbaar in voedingsanatomie, zijn opmerkelijk verschillend tijdens het Oligoceen - het tijdperk onmiddellijk na het Eoceen en de verandering in aardrijkskunde. Sommige van deze walvissen hadden tanden die eruit zagen als het grillige silhouet van een bergrug, terwijl anderen een eenvoudige conische tand hadden met slechts één punt. Er waren zelfs walvissen uit de lijn van de tandwalvissen die hun tanden verloren en hun toevlucht namen tot zuigvoeding. Deze diversiteit suggereert dat terwijl de aarde veranderde, walvissen aan het experimenteren waren met de beste voedingsstrategieën, en tegen het einde van het Oligoceen kwamen ze terug in een eenvoudige vorm die tot op de dag van vandaag is blijven bestaan.
Wanneer baleen ontstond? Hoewel het nog steeds onduidelijk is, hebben wetenschappers een gok. Naar schatting heeft de gemeenschappelijke voorouder van alle baleinwalvissen 23 tot 25 miljoen jaar geleden geleefd. Het is waarschijnlijk dat deze onontdekte voorouder tijdens de intense verandering in het Oligoceen is ontstaan. Het is ook in deze tijd dat de vroegste gemeenschappelijke voorouder van de tandwalvissen van vandaag opdook.
Terwijl onze wereld opnieuw een nieuwe periode van snelle klimaatverandering ingaat, kan de tijd nemen om terug te kijken naar hoe voorbije walvissen zich hebben aangepast licht werpen op hoe de walvissen van vandaag het zullen vergaan. Er zijn al aanwijzingen dat walvissen hun migratieroutes veranderen en nieuwe bronnen van voedsel zoeken. Walvissen zullen waarschijnlijk meer moeten ontwikkelen dan alleen hun gedrag om te overleven en de veranderende wereld om hen heen bij te houden.
