Шта вам пада на памет кад помислите на кита? Пљускови, пухови и пахуље су један од карактеристика отприлике 80 врста китова (китови, делфини и плиске) који су данас живи. Али, будући да су сисари, знамо да су они сигурно еволуирали од предака које живе у земљи.
Пре око 375 милиона година, први тетраподи - кичмењаци са рукама и ногама - гурнули су се из мочвара и почели да живе на копну. Ова велика еволуциона транзиција поставила је позорницу свим наредним групама краљежњака који живе у земљи, укључујући разнолику линију звану синапсиди, која је настала пре око 306 милиона година. Иако су та створења, попут Диметродона, изгледала попут гмазова, заправо су били архаични претходници сисара.
У време када су први сисари еволуирали пре 200 милиона година, међутим, диносауруси су били доминантни кичмењаци. Сисари су се разноликовали у сенци великих архосаура, а они су остали прилично мали и тајни све док не-птичарски диносауруси нису избрисани масовним изумирањем пре 65 милиона година. Ова глобална катастрофа рашчистила је пут ка великом зрачењу сисара. Тек око 10 милиона година након овог изумирања - и више од 250 милиона година од како су најранији тетраподи испливали на копно - први китови су еволуирали. Ови најранији китови нису били попут китова какве познајемо данас, а тек недавно су их палеонтолози могли препознати.
Више од једног века, наше знање о подацима о фосилима китова било је толико ријетко да нико није могао бити сигуран како су изгледали преци китова. Сада се плима окренула. У размаку од само три деценије, поплава нових фосила попунила је празнине у нашем знању како би порекло китова претворила у један од најбоље документованих примера великих еволуцијских промена у евиденцији фосила. Ова створења предака била су чуднија него што је ико икада очекивао. Није било праволинијског марша копнених сисара који је водио до потпуно водених китова, већ еволуцијски немири амфибијских китова који су ходали и пливали дуж ријека, ушћа и обала праисторијске Азије. Колико год чудни били модерни китови, њихови фосилни претходници били су чак и чуднији.
Пионири који су чистили земљу у Алабами и Арканзасу често су пронашли огромне округле кости. Неки досељеници користили су их као огњишта; други су подупирали ограде костима или их користили као камен темељац; робови су користили кости као јастуке. Кости су биле толико бројне да су на неким пољима уништене јер су ометале обрађивање земље.
Године 1832. брдо се срушило на имању суца Х. Бриа у Арканзасу и изложио дугу секвенцу од 28 кружних костију. Мислио је да би могли бити од научног интереса, па је послао пакет Америчком филозофском друштву у Филаделфији. Нитко није знао шта да направи од њих. Неки седименти причвршћени на кости садржавали су мале шкољке које су показале да је велико створење некада живело у древном мору, али мало се више са сигурношћу може рећи.
Брајину донацију убрзо је поклапао, па чак и премашио, судија Јохн Цреагх из Алабаме. Пронашао је краљежнице и остале фрагменте, док је експлодирао на свом имању, а такође је послао неколико узорака Пхиладелпхијском друштву. Рицхард Харлан прегледао је фосиле, за разлику од свих које је раније видео. Затражио је још костију, а Цреагх је убрзо послао делове лобање, чељусти, удова, ребра и кичму загонетног створења. С обзиром на то да су и Цреагх и Бри рекли да су видели нетакнуте краљешничке стубове дужине преко сто метара, живо биће мора да је било једно од највећих кичмењака које су икада живеле. Али каква је то животиња била?
Харлан је сматрао да су кости најсличније онима изумрлих морских гмизаваца као што су плезосаури с дугим вратом и поједностављени ихтиозаури. Обезбеђено му је доделио име Басилосаурус. Али није био сигуран. Чељуст је садржавала зубе који су се разликовали по величини и облику, што је карактеристично за сисаре, али не и већину гмизаваца. Зашто је највећи фосилни гмизавац који је икада живео имао зубе сличне сисарима?
Харлан је отпутовао у Лондон 1839. године, како би представио Басилосаурус неким водећим данашњим палеонтолозима и анатомима . Рицхард Овен, звезда у успону у академској заједници, пажљиво је прегледао сваку кост, и чак је добио дозволу да му сецкује зубе како би проучио њихову микроскопску структуру. Његова пажња на тако ситним детаљима на крају је решила идентификацију морског чудовишта. Басилосаур је дијелио неке особине с морским гмизавцима, али ово је био само површан случај конвергенције - животиња у истом станишту које развија сличне особине - јер су обје врсте створења живјеле у мору. Укупна констелација особина, укључујући зубе са двоструким укоријенама, Басилосауруса је несумњиво идентификовала као сисара.
Након прегледа краљежака и других фрагмената пронађених у Алабами, Рицхард Харлан из Америчког филозофског друштва у Пхиладелпхији мислио је да су кости најсличније онима изумрлих морских гмизаваца. Обезбеђено му је доделио име Басилосаурус . На слици је 3Д модел Басилосауруса . (ДК Лимитед / Цорбис) 
Илустрација колекционара фосила рођеног немачког Алберта Коцха "Хидрарцхос" како се појављује на екрану. (Из Фовлера, ОС 1846. Амерички Пхренологицал Јоурнал анд Мисцеллани, вол. 8. Нев Иорк: Фовлер & Веллс.) Неколико година касније, научник који је заједно са колегама руковао другим примерком извадио је кост из лобање, бацио је и разбио се на поду. Када су нервозни научници прикупили фрагменте, приметили су да кост сада открива унутрашње ухо. Постојала је само једна друга врста створења са унутрашњим ухом: кита.
Недуго након што је разрешен прави идентитет Басилосауруса, теорија еволуције Цхарлеса Дарвина природном селекцијом поставила је питања о томе како су китови еволуирали. Запис о фосилима био је толико оскудан да се није могло дефинитивно утврдити, али у мисаоном експерименту који је укључен у О поријеклу врста, Дарвин је нагађао о томе како природна селекција с временом може створити китолико створење:
У Северној Америци је црног медведа видео [истраживач Самуел] Хеарне како плива сатима широм широм отворених уста, хватајући инсекте у води попут кита. Чак и у тако екстремном случају као што је овај, ако је снабдевање инсектима константно и ако боље прилагођени конкуренти у земљи већ не постоје, не видим потешкоће да се трка медведа, природним одабиром, све више и више генерише. водени у својој структури и навикама, са већим и већим устима, док створење није произведено монструозно као кита.
Дарвин је био широко исмеван због овог пасуса. Критичари су схватили да он предлаже да медведи буду директни преци китова. Дарвин није то учинио, али љутња га је натерала да модификује одломак у наредним издањима књиге. Али док је припремао шесто издање, одлучио је да укључи малу биљешку о Басилосаурусу . Пишући свом сталном заговорнику ТХ Хуклеиу 1871. године, Дарвин је питао могу ли древни китови представља прелазни облик. Хуклеи је одговорио да може бити мало сумње да је Басилосаурус тражио трагове о подријетлу китова.
Хуклеи је сматрао да Басилосаурус барем представља врсту животиње која повезује китове са њиховим земаљским прецима. Ако је то истина, тада се чинило вјероватно да су китови еволуирали од неке врсте земаљског месождера сисара. Још један изумрли китов зван Скуалодон, фосилни делфин са злобним осмехом пуним трокутастих зуба, слично наговештава да су китови еволуирали од предака који су јели месо. Као и Басилосаурус, Скуалодон је био потпуно водени и дао је неке трагове о специфичном сталежу из којег су китови настали. Ови фосилни китови заједно су висили у својеврсном научном удубљењу, чекајући неко будуће откриће које ће их повезати са њиховим прецима који живе у земљи.
У међувремену, научници су нагађали о томе какав би могли бити преци китова. Анатомиста Виллиам Хенри Фловер истакао је да туљани и морски лавови користе своје удове како би се кретали кроз воду, док су китови изгубили задње удове и пливали осцилацијама свог репа. Није могао да замисли да рани китови користе своје удове да пливају, а затим су се касније пребацили на погон само за реп. Полуводне видре и даброви, тврдио је, били су бољи алтернативни модели за најстарије копнене предаке китова. Ако су рани преци китова имали велике, широке репове, то би могло објаснити зашто су еволуирали тако јединствен начин пливања.
Супротно Хуклеиевој хипотези о месождерима, Фловер је мислио да су копито или копити сисари, делили неке интригантне скелетне сличности са китовима. Лобања Басилосауруса имала је више заједничког с древним „свињама налик на свиње“ него туљани, па је тако заједнички назив за свиње, „морска свиња“, представљао истину. Ако би се на крају могли наћи древни свеједовни паукови, објаснио је Фловер, било би вероватно да ће бар неки бити добри кандидати за ране китолошке претке. Замишљао је хипотетичког претка китова који се опушта у плићак:
Закључујемо тако да себи прикажемо неке примитивне генерализоване, мочварне животиње са оскудним покривачем длаке попут модерног хиппопотама, али са широким, пливајућим реповима и кратким удовима, свеједим у начину прехране, вероватно комбинујући водене биљке са шкољкама, црвима и слатководни ракови, постепено постају све прилагођенији попуњавању празних места спремних за њих на воденој страни пограничне границе на којој су се настанили, и тако се степеном модификовала у бића попут делфина која настањују језера и реке, и на крају проналазећи њихов пут у океан.
Фосилни остаци таквог створења остали су недостижни. На крају 20. века најстарије фосилне китове су још увек представљали Басилосаурус и слични облици попут Дорудон и Протоцетус, који су сви били потпуно водени - није било фосила који би премостили јаз између копна и мора. Као што је ЕД Цопе признао у прегледу китова из 1890. године: „Ред Цетацеа је један од оних о чијем пореклу немамо одређено знање.“ Такво стање се наставило деценијама.
Док је анализирао односе древних сисара који једу месо 1966. године, еволутивни биолог Леигх Ван Вален био је погођен сличностима између изумрле групе копнених месождера зване месоницхидс и најранијих познатих китова. Често се називају "вукови са копитима", мезонихиди су грабежљивци средње величине до велике величине са дугим зубатим њушкама и ножним прстима врховима копита а не оштрим канџама. Они су били главни грабежљивци на северној хемисфери, убрзо након пропадања диносауруса, пре око 30 милиона година, а облик њихових зуба налик је на китове попут Протоцетуса .
Погледајте подводне снимке сисара и чујте његове чудне клике који су кључни за њихов опстанак. Видео снимак Тони ВуВан Вален је изнео хипотезу да су неки мезонииди можда били становници мочвара, „једући мекушца који су уловили повремене рибе; проширене фаланге [кости прста и ножних прстију] помажу им на влажним површинама.“ Популација месонхида у мочварном станишту можда је била заведена у вода од морских плодова. Једном када би започели пливање за своју вечеру, успешне генерације би се све више и више прилагођавале воденим водама све док се није развило нешто „монструозно попут кита“.
Запањујуће откриће у сушним песцима Пакистана које су 1981. објавили палеонтолози Универзитета у Мицхигану Пхилип Гингерицх и Доналд Русселл коначно су добили прелазни облик којем су се научници надали. У слатководним седиментима који датирају пре отприлике 53 милиона година, истраживачи су пронашли фосиле животиње коју су назвали Пакицетус инацхус . Нешто више од леђа животињске лобање је опорављено, али имало је особину која га је непогрешиво повезивала са китовима.
Китови, као и многи други сисари, имају ушне кости затворене у куполи од кости на доњој страни лобање названу слушна була. Тамо где се китови разликују је то што је руб куполе најближи средњој линији лобање, зван инволуцрум, изузетно густ, густ и високо минерализован. Ово стање се назива пахиостеосклероза, а китови су једини сисари за које се зна да имају тако задебљани инволукрум. Лобања Пакицетуса показала је управо то стање.
Још боље, два фрагмента чељусти показала су да су зуби Пакицетуса веома слични зубима месонхида. Изгледало је да је Ван Вален био у праву, а Пакицетус је управо она врста створења из мочвара које је замислио. Чињеница да је пронађена у слатководним лежиштима и да није имала специјализације унутрашњег уха за подводни слух, показала је да је још увек врло рано у воденом прелазу, а Гингерицх и Русселл су сматрали Пакицетус као „ средњефиксни амфибијски стадиј у транзицији китови од копна до мора ", иако су додали упозорење да ће" посткранијални остаци [кости осим лубање] пружити најбољи тест ове хипотезе. "Научници су имали сваки разлог да буду опрезни, али чињеница да је прелазни китов имао откривено је тако запањујуће да су се Пакицетусове реконструкције целог тела појавиле у књигама, часописима и на телевизији. Приказана је као стртвонога ногу, створење налик печатима, животиња ухваћена између света.
Кроз деведесете године скелети више или мање водених прилагођених древних китова, или археоцета, откривени су вртоглавим темпом. Међутим, с тим новим контекстом, тврдоглава, печатна форма Пакицетуса која је приказана на толико места почела је да добија све мање смисла. Затим су 2001. године ЈГМ Тхевиссен и његове колеге описали дуго тражени скелет (за разлику од само лобање) Пакицетус аттоцки . То је првобитно била замишљена животиња попут вука, а не глатка животиња попут печата. Заједно с другим недавно откривеним родовима попут Хималајецета, Амбулоцетуса, Ремингтоноцетуса, Кутцхицетуса, Родхоцета и Маиацетуса, он се чврсто уклапа у збирку археоцета који изврсно документирају еволуцијско зрачење раних китова. Иако није низ директних предака и потомака, сваки род представља одређену фазу еволуције китова. Заједно илуструју како се одвијала целокупна транзиција.
Најранији познати археоцети била су бића попут 53-годишњег Пакицета и нешто старијег Хималајецета . Изгледали су као да би били више код куће на копну него у води и вероватно су обилазили језера и реке радећи веслање паса. Милион година касније живео је Амбулоцетус, рани кита с лобањом у облику крокодила и великим стопалима. Следеће су се појавили ремингтоноцетиди са дугим грлом и видом, укључујући мале облике попут 46-милиона милиона старог Кутцхицетуса . Ови рани китови живели су у окружењу близу обале, од сланих мочвара до плитког мора.
Живећи отприлике у исто време као и ремингтоноцетиди, била је још једна група још китова који су били прилагођени води, протоцетиди. Ови облици, попут Родхоцетуса, били су готово у потпуности водени, а неки каснији протоцетиди, попут Протоцетус и Георгиацетус, готово сигурно су живели цео свој живот у мору. Овај помак омогућио је потпуно воденим китовима да прошире свој опсег на обале других континената и диверзификују их, а виткији базилосауриди попут Дорудон, Басилосаурус и Зигорхиза населили су топла мора касног еоцена. Ови облици на крају су изумрли, али не пре него што су ранили представнике две живе китове данас, назубљених китова и китова. Рани представници ових група појавили су се пре око 33 милиона година и на крају су створили толико разнолике форме као што су делфин реке Јангце и гигантски плави кит.
Међутим, студије из области молекуларне биологије сукобиле су се са закључком палеонтолога да су китови еволуирали из мезонихида. Када су поређени гени и аминокиселинске секвенце живих китова са онима других сисара, резултати су често показали да су китови били у најужој вези са артиодактилима - копитастом шкољком попут антилопа, свиња и јелена. Још изненађујуће је то што су поређења ових протеина која се користе за одређивање еволуцијских односа често смештала китове унутар Артиодактиле као најближе живе рођаке хиппоима.
Овај сукоб између палеонтолошке и молекуларне хипотезе изгледао је неизрециво. Мезонихиди нису могли проучавати молекуларни биолози јер су изумрли, а нису пронађене ни скелетне карактеристике које би археоцете могли доводити у везу са древним артиодактилима. Који су били поузданији, зуби или гени? Али сукоб није протекао без наде за рјешење. Многи скелети најранијих археоцета били су изузетно фрагментарни и често им недостају кости глежња и стопала. Једна посебна поткољена кост, астрагалус, имала је потенцијал да реши расправу. Код артиодактила ова кост има одмах препознатљив облик "двоструког ременица", карактеристичне мезонихиде нису делиле. Ако се може пронаћи астрагалус раног археоцета, пружио би важан тест за обе хипотезе.
2001. године археоцети који поседују ову кост су коначно описани, а резултати су били непогрешиви. Археоцети су имали астрагалус са двоструким ременом, што потврђује да су китови еволуирали из артиодактила. Мезонииди нису били преци китова, а хиппоти су китовима тренутно најближи живу родбину.
Недавно су научници утврдили која је скупина праисторијских артиодактила створила китове. 2007. године Тхевиссен и други сарадници објавили су да је Индохиус, мали сисар сличан јелени који припада групи изумрлих артиодактила званих раоеллидс, најближи познати у односу на китове. Док је припремао доњу страну лобање Индохиуса, студент у Тхевиссеновој лабораторији пресјекао је дио који је покривао унутрашње ухо. Била је густа и високо минерализована, баш као и кост у китовим ушима. Студија остатка костура је такође открила да Индохије има кости обележене сличном задебљањем, адаптацијом коју деле сисари који проводе пуно времена у води. Када су се подаци о фосилима комбиновали са генетским подацима Јонатхана Геислера и Јеннифер Тхеодор 2009. године, на ред је изашло ново породично стабло китова. Раоеллидс попут Индохиуса били су китови најближи рођаци, а хиппоти су били најближи рођаци обе групе заједно. Коначно, китови би могли бити чврсто укорењени у еволуцијском стаблу сисара.
Прилагођено из Вриттен ин Стоне: Еволуција, Запис о фосилима и Наше место у природи, приредио Бриан Свитек. Цопиригхт 2010. Уз дозволу издавача, Беллевуе Литерари Пресс.
