Za evolucijske biologe kitove uši su čudna i fascinantna enigma. Proučavanje istih dok se razvijaju u maternici može nam pomoći da shvatimo kako su se razvijali. Ali prikupljanje fetusa kitova danas ne dolazi u obzir jer je lov na kitove nezakonit, a znanstvenici se moraju pouzdati u pramenove koji često ne predstavljaju trudnice.
Povezani sadržaj
- Najraniji Baleenovi kitovi doslovno su usisani
- Kakva nas mrtva plava kitova može naučiti o životu u oceanu i o nama samima
- Kako su dva laserska kauboja spasili dan
- Iza kulisa s kustosom Nickom Pyensonom: Novi fosilni kitov
Dakle, kad je Smithsonian istraživačica Maya Yamato prvi put saznala za zbirku 56 fetusa kitova sačuvanih u alkoholu u Nacionalnom prirodoslovnom muzeju, odnijela ih je u muzejski laboratorij za skeniranje. "Nikad više nećemo dobiti takav materijal, " kaže Yamato, "budući da su toliko vrijedni i rijetki, nije ih poželjno secirati."
Yamato, postdoktorski suradnik koji radi s kustosom fosilnih morskih sisavaca, Nicholasom Pyensonom, želio je bolje pogledati kako se razvijaju uši u plodovima kitova. Kolekcija uključuje primjerke starog 100 godina, od kojih većina potiče iz početka i sredine 20. stoljeća, kada su uspješne komercijalne kitološke aktivnosti. Međunarodna komisija za kitolov zabranila je 1986. lov na kitove, a iako neki primjerci u zbirci potječu iz prilova i pražnjenja, mnogi su povezani s lovom na kitove iz ranije ere.
"Jedinstveni su jer postoje vrste koje više nikada nitko neće moći prikupiti", kaže Pyenson. "U nekim se slučajevima ili okolnosti pod kojima su prikupljeni ne mogu ponoviti ili organizmi nisu u divljini."
Budući da sekcija bilo kojeg od uzoraka ili bilo kakva invazivna pretraga nije opcija, Yamato je koristio neinvazivnu CT tehnologiju za ispitivanje vrlo osjetljivih osobina unutar lubanja kitova. Rezultati Yamatovog rada pojavljuju se danas u novoj studiji u časopisu PLOS ONE . Ono što je Yamato pronašao pomaže u potvrđivanju onoga što fosilni zapis govori o tome kako su kitovi napravili dramatični pomak s kopna na more i kako su obitelji kitova nastavile razvijati različite fizičke karakteristike kako bi se prilagodili različitim načinima života u njihovom podvodnom okruženju.
Maya Yamato (desno) i njegova kolegica seciraju glavu preminulog namoranog kitova pera u zaljevu Chesapeake kako bi pregledali meko tkivo povezano s ušima. (Program slanja u Virdžiniji akvarij) Kitovi su se razvili u dvije različite skupine: one s zubima i one s balenom - briljantna sita poput strukture izrađena od keratina. Zubni kitovi, poput kitova sperme, orka i dupina, love i love plijen u zubnim čeljustima, ali kitovi poput grba, plavih i glavastih kitova gutaju vodu i filtriraju je kroz bale, kako bi zamijenili malu ribu i kril.
Ne samo da se hrane na potpuno različite načine, već i dvije skupine kitova različito čuju. Skupine procesiraju zvuk na krajnje suprotnim krajevima frekvencijske skale za sluh sisavaca. Baleni kitovi koriste zvukove ultra niske frekvencije za komunikaciju na velike udaljenosti. Slušaju i vokaliziraju frekvencije niže od onih koje koriste bilo koji kopneni sisavci, čak i slonovi.
Zubni kitovi s druge strane slušaju i proizvode zvukove na frekvencijama višim od malog smeđeg šišmiša, najvišeg kopnanog sisavca. Zuboliki kitovi oslanjaju se na tu sposobnost da se eholociraju i kreću se i pronalaze plijen.
Pomoću CT skeniranja zbirke kitova fetusa, Yamato i Pyenson uspjeli su pratiti razvoj ove dvije vrlo različite vrste kitova. "Da Smithsonian ne bi imao CT skener i nije imao najveću kolekciju morskih sisavaca na svijetu, ova se studija vjerojatno ne bi dogodila", rekao je Yamato.
Ona i Pyenson prvi su znanstvenici koji su identificirali razvijajući akustični lijevak u ušima fetalnog uzorka. Kitove uši su u potpunosti unutarnje. Oslanjaju se na masno tkivo povezano s konusnim akustičnim lijevkom koji se nalazi samo u kitovima. Točno kako djeluju još nije u potpunosti shvaćeno. Kod svih nazubljenih kitova akustični lijevak je okrenut prema naprijed, ali kod nekih kitova, kut je usmjeren prema strani glave.
Istraživački tim postao je prva skupina znanstvenika koja je in situ identificirala i prikazala razvoj specifičnog područja uha koje se nalazi isključivo u kitovima poznatim kao "akustični lijevak" (gore: ružičasti konus), struktura za koju se smatra da je kritična komponenta kako biste bolje razumjeli kako se kitovi (odozdo) i nazubljeni kitovi (gore) čuju u njihovom vodenom okruženju. (Yamato M, Pyenson ND (2015)) Rane faze razvoja uha kod ploda uspoređene su s evolucijskim odstupanjem kitova od njihovih kopnenih predaka. I, što je još važnije, odstupanje dviju skupina jedna od druge. Akustični lijevak razvija se, u početku, kod svih kitova. Zatim kasnije, kako se plodovi dviju skupina razvijaju, ona mijenja orijentaciju i oblik u mozgu, oponašajući evolucijski proces.
"Želimo moći pronaći sve strukture unutar uha", kaže Yamato. „U ranim plodovima vidimo tipične strukture sisavaca. Oni su sličniji svim drugim sisavcima - kopnenim sisavcima. Pomoću ove neinvazivne metode proučavanja ovih rijetkih uzoraka, možemo promatrati kako se tipični sastojci kopnenih sisavaca preuređuju u uši modernih kitova. "
Te je vrste informacija teško dobiti. Drevni fetusi ne čuvaju se dobro u podacima o fosilima. Pyenson kaže da postoji samo jedan poznati fosilizirani primjerak nerođenog kita. Dakle, ispitivanje ovih povijesnih primjeraka koji su uključivali 15 različitih vrsta zubanih i balanih kitova bilo je poput otvaranja riznice podataka. Sada kada su skeniranja dostupna znanstvenoj zajednici, drugi znanstvenici ih već počinju koristiti za proučavanje drugih značajki razvoja kitova.
"Kako rastemo, posebice u maternici, puno nam govori o tome kako smo se razvijali", kaže Pyenson. "Dakle, gledanje fetalnih podataka može nam dati puno odgovora u pogledu razvoja životinje."
"Ova vrsta istraživanja pomaže prikazati nevjerojatnu raznolikost i prilagodbu života na Zemlji", dodaje Yamato. "Iako smo svi poticali od istog pretka, imamo različite strategije za bavljenje vrlo različitim sredinama."
