За еволуционе биологе китове уши су чудна и фасцинантна енигма. Проучавање истих док се развијају у материци може нам помоћи да схватимо како су се развијали. Али прикупљање плодова китова данас не долази у обзир јер је лов на китове нелегалан, а научници се морају ослањати на праменове који често не представљају труднице.
Сличан садржај
- Најранији китасти китови дословно сисани
- Каква нас мртва плава китова може научити о животу у оцеану и о нама самима
- Како су два ласерска каубоја спасила дан
- Иза кулиса са кустосом Ницком Пиенсоном: Нови фосилни китов
Па кад је Смитхсониан истраживачица Маиа Иамато први пут сазнала за колекцију 56 плодова китова сачуваних у алкохолу у Националном природном музеју, однијела их је у лабораториј за скенирање ЦТ-а музеја. „Никада више нећемо добити овакав материјал, “ каже Иамато, „пошто су толико вредни и ретки, није их пожељно сецирати.“
Иамато, постдокторски колега који ради са кустосом фосилних морских сисара, Ницхоласом Пиенсоном, желео је да боље погледа како се развијају уши у плодовима китова. Колекција укључује примјерке старог 100 година, од којих већина потиче из почетка и средине 20. века, када су успевале комерцијалне китоловске операције. Међународна комисија за китолов забранила је 1986. лов на китове, и мада неки примерци у колекцији потјечу из прилова и пражњења, многи су повезани са ловом на китове раније ере.
„Они су јединствени јер постоје врсте које више нико неће моћи да сакупи, “ каже Пенсон. "У неким се случајевима или околности под којима су сакупљене не могу поновити, или организми нису тамо у дивљини."
Будући да сецирање било ког узорка или било каква инвазивна претрага није опција, Иамато је користио неинвазивну ЦТ технологију за инспекцију веома деликатних карактеристика унутар лобања китова. Резултати Иаматовог рада појављују се у новој студији данас у часопису ПЛОС ОНЕ . Оно што је Иамато пронашао помаже да потврди шта фосилни запис говори о томе како су китови драматично прешли са копна на море и како су породице китова наставиле да развијају различите физичке карактеристике како би се прилагодили различитим начинима живота у њиховом подводном окружењу.
Маиа Иамато (десно) и његова колега сецирају главу преминулог намораног китова пера у заливу Цхесапеаке како би прегледали меко ткиво повезано са ушима. (Програм слања у Вирџинији акваријум) Китови су еволуирали у две различите групе: оне са зубима и оне са баленом - брвнасту ситосту структуру направљену од кератина. Зубни китови, попут китова сперме, орка и делфина, лове и лове плен у зубљеним чељустима, али китови попут грба, блуза и китова лупају воду и филтрирају је кроз бале, како би замијенили малу рибу и крил.
Не само да се хране на потпуно различите начине, већ и две групе китова различито чују. Групе обрађују звук на крајње супротним крајевима фреквенцијске скале за слух сисара. Балени китови користе звукове ултра ниске фреквенције за комуникацију на великим даљинама. Чују и вокализирају користећи фреквенције ниже од оних које користе било који копнени сисари, чак и слонови.
Зубљени китови с друге стране чују и производе звуке фреквенцијама вишим од малог смеђег шишмиша, највишег сисавца копна. Зуболики китови се ослањају на ту способност да се ехолокације крећу и проналазе плен.
Помоћу ЦТ скенирања збирке китова фетуса, Иамато и Пиенсон су успели да прате развој ове две врло различите врсте китова. „Да Смитхсониан не би имао ЦТ скенер и да није имао највећу колекцију морских сисара на свету, ово истраживање се вероватно не би десило“, рекао је Иамато.
Она и Пиенсон су први научници који су идентификовали развијајући „акустични левак“ у ушима феталног узорка. Китове уши су у потпуности унутрашње. Ослањају се на масно ткиво повезано са звучним лијевком у облику конуса, који се налази само у китовима. Тачно како функционишу још није у потпуности схваћено. Код свих назубљених китова акустични лијак је окренут према напријед, али код неких китова, кут је усмјерен према страни главе.
Истраживачки тим постао је прва група научника која је ин ситу идентификовала и приказала развој специфичног подручја уха које се налазе искључиво у китовима познатим под називом „акустични левак“ (горе: роза конус), структура за коју се сматра да је критична компонента да би боље разумели како се китови (одоздо) и назубљени китови (горе) чују у својим воденим срединама. (Иамато М, Пиенсон НД (2015)) Ране фазе развоја уха код плода паралелне су са еволуцијским дивергенцијама китова од њихових копнених предака. И, што је још важније, дивергентност двеју група једна од друге. Акустични лијевак се у почетку развија слично код китова. Затим касније, како се плодови двеју група развијају, он мења оријентацију и облик у мозгу, опонашајући еволутивни процес.
"Желимо да можемо да пронађемо све структуре унутар уха", каже Иамато. „У раним плодовима видимо типичне структуре сисара. Они су сличнији свим сисарима - копненим сисарима. Помоћу ове неинвазивне методе проучавања ових ретких узорака, можемо да посматрамо како се типични састојци копнених сисара преуређују да формирају уши модерних китова. "
Овакве информације је теско добити. Древни фетуси се не чувају добро у подацима о фосилима. Пиенсон каже да постоји само један познати фосилизовани примерак нерођеног кита. Дакле, испитивање ових историјских узорака који су обухватали 15 различитих врста зубаних и баланих китова било је попут отварања ризнице података. Сада када су скенирања доступна научној заједници, други научници их већ почињу користити за проучавање других карактеристика развоја китова.
"Како растемо, посебно у материци, много нам говори о томе како смо се развијали", каже Пенсон. „Дакле, гледање феталних података може нам дати пуно одговора у смислу развоја животиње.“
„Ова врста студије помаже да се илуструје невероватна разноликост и прилагођавање живота на Земљи“, додаје Иамато. „Иако смо сви потицали од истог претка, имамо различите стратегије за бављење врло различитим окружењима.“
