Parányok révén nőttek óriásira a bálnák

A Földünk legnagyobb állataként számon tartott kék bálna miniatűr rákokat és moszatokat fogyaszt nap mint nap, s alkalmanként több száz kilogrammnyi planktont szűr ki a vízből. Az évmilliók során a cetek kutyához hasonló szárazföldi emlősökből alakultak ki, és hatalmas méretük többek között az általuk fogyasztott apró, vízben lebegő élőlényeknek köszönhető. A Science legújabb számában a szűrögető életmód evolúciójáról közöltek új eredményeket.

Pakicetus őscet

Az óriás- vagy kék bálna (Balaenoptera musculus) egy "falásra" sok tonnányi vizet és lebegő rákot (krill) vesz a szájába, amelyből több száz kilónyi ennivalót szűr ki, a kis méret tehát nem megy a mennyiség rovására. A kék bálna a sziláscetek (Mysticeti) közé tartozik, s ezek az állatok apró planktonszervezeteket, például lebegő krillt és moszatokat szűrnek ki a vízből. A cetek másik csoportjába, a fogascetek (Odontoceti) közé a cetek kisebb képviselői tartoznak (kivéve a 20 méteres ámbrás cetet), például a csőrőscetek és a delfinek, melyek mind ragadozók, és halakkal, puhatestűekkel (köztük óriáskalmárokkal) és más tengeri állatokkal táplálkoznak.

Nagyobb a bálna, mint a dinoszaurusz?

Az óriásbálna a Földön valaha élt legnagyobb állat. Hossza meghaladhatja a 30 métert, a tömege pedig a 150 tonnát. Összehasonlításképp az eddig ismert legnagyobb dinoszaurusz, az Argentinosaurus tömege nagyjából 100 tonna lehetett. (Létezik ugyan egy Bruhathkayosaurus névre keresztelt dinoszaurusz, amelyről úgy vélik, hogy a tömege elérhette a 175-220 tonnát, de ez a becslés rendkívül hiányos leletek alapján történt, így a számításokat sokan megkérdőjelezik.) Hogyan fejlődtek ki ezek a hatalmas állatok az evolúció folyamán?

Hosszúszárnyú bálna (Megaptera novaeangliae) tágra nyitott szájjal táplálkozik. Jól láthatók a száj felső részét elfoglaló szilák

A cetek evolúciójáról meglehetősen hiányosak az ismereteink. Azt egyetlen komoly tudós sem vonja kétségbe, hogy a cetek ősei szárazföldi emlősök voltak. Ezt több tény is alátámasztja, például hogy a levegőből, tüdővel lélegeznek, hogy uszonyaik csontozata hasonlít a szárazföldi emlősök kézfejének felépítésére, és hogy gerincük úszáskor függőlegesen (fel-le) mozog, ami inkább jellemző egy futó mozgást végző emlősre, mint a halak gerincének vízszintes (jobb-bal) irányú mozgására.

A cetek elhelyezése a törzsfán hagyományos, morfológiai alapon (A), és modern, genetikai alapon (B)

Nehezebb kérdés a cetek közös ősének a meghatározása. A hagyományos cetevolúciós nézet szerint a bálnák a Mesonychidáktól származtathatók. Ezek kihalt, húsevő, párosujjú patás állatok, külsőleg olyanok voltak, mint egy patás farkas, és a valódi párosujjú patások testvércsoportjának tekinthetők. Az 1990-es évek eleje óta azonban a fehérjék kiterjedt analízise és a DNS-elemzések következetesen azt mutatták, hogy a bálnákat a szorosan vett párosujjú patások között kellene számon tartani. Legvalószínűbb, hogy a vízilovak egy testvérosztályába tartoznak.

Az első bálnák

Az első bálnák jelen ismereteink szerint úgy 60 millió évvel ezelőtt, a korai eocén idején éltek. A nemrég fölfedezett eddig legkorábbi bálnaős, a Pakicetus olyan lehetett, mint egy kutya, csak patával és hosszú farokkal. Az evolúció folyamán a cetek végtagjai fokozatosan visszafejlődtek, illetve úszókká alakultak, légzőnyílásuk a fejük tetejére tolódott. A sziláscetek csak a fogascetek után fejlődtek ki - a Science folyóiratban most megjelent legújabb eredmények szerint - mintegy 30-40 millió éve.

A Science cikkéből kiderül, hogy a sziláscetek által alkalmazott szűrögető táplálékszerzést már jóval a bálnák megjelenése előtt alkalmazták a középidőben (mezozoikumban), 170-65 millió évvel ezelőtt élt porcos halak (cápák és ráják). Az Oxfordi Egyetemen dolgozó Matt Friedman és munkatársai az ősmaradványok elemzése során megállapították, hogy ezek az állatok - a mai cetcápához (Rhincodon typus) hasonlóan - planktonevő életmódot folytattak. A sziláscetekkel ellentétben azonban nem sziláikkal szűrték ki a szájukba vett vízből a táplálékot, hanem a vizet a kopoltyúréseiken keresztül pumpálták ki.

Szűrögető őscápa (Bonnerichthys)

A plankton rendkívüli bőségben fordul elő az óceánokban, ezért a planktonszervezetekkel táplálkozó állatok sokszor nagyra nőnek. Ráadásul a vízi élettér nagysága sem korlátozza a méretüket, és a víz felhajtóereje miatt a nagyobb testsúly sem jelent akadályt számukra. Már a planktonevő halak között is hatalmas példányok éltek, például a Friedman és társai által fölfedezett, nagyjából 5 méteres Bonnerichthys, de az igazi növekedés a sziláscetek megjelenésével indult meg.

A kovamoszatok is befolyásolták a bálnák evolúcióját

Körülbelül 65 millió éve a planktonevő halak - eddig ismeretlen okból - eltűntek, így szabaddá vált életterük a bálnák számára. A cetek ki is használták a lehetőséget, és rohamléptekkel megindult az evolúciójuk. Szintén a Science legfrissebb száma közli Felix Marx és Mark Uhen tanulmányát, akik kimutatták, hogy amikor a bálnák elfoglalták az óriás szűrögető halak életterét, fajgazdagságukat erősen befolyásolta a kovamoszatok velük párhuzamosan zajló evolúciója, valamint az óceán vízhőmérsékletének változása. A kovamoszatok - a fitoplankton fő alkotórészeként - a korai szűrögető életmódú bálnák fő táplálékát képezték. A hőmérsékletváltozások miatt létrejövő új áramlatok a felszínre sodorták ezeket az apró élőlényeket, így jelentős mértékben hozzájárultak a bálnák elterjedéséhez és sokféleségük kialakulásához.

***

Rovatunk már a Facebookon  és a Twitteren keresztül is elérhető, ahol extra tartalmakat is kínálunk