Banginių kilmė ir evoliucija: perėjimas iš sausumos į jūrą

Atraskite banginių kilmę ir evoliuciją: kaip sausumos žinduoliai virto jūrų milžinais — fosilijos, Pakistano atradimai ir perėjimo etapai.

Banginiai (banginiai, delfinai ir jūrų kiaulės) yra sausumos žinduolių jūrų palikuonys. Jų sausumos kilmę rodo:

• Jiems reikia kvėpuoti paviršiuje esančiu oru;
• Jų pelekų, kurie primena sausumos žinduolių galūnes, kaulai
• Vertikalus jų spyglių judėjimas, labiau būdingas bėgančiam žinduoliui nei horizontaliam žuvų judėjimui.

Evoliucijos kelias ir svarbiausi etapai

Perėjimas nuo sausumos žinduolių prie pilnai jūroje gyvenančių banginių vyko palaipsniui ir apėmė kelis aiškiai atpažįstamus tarpsnius, kuriuos atskleidė fosilijos, ypač Eoceno sedimentuose Pakistane ir Indijoje. Svarbiausi etapai apima:

• Terrestriniai protėviai (pvz., primityvios formos, panašios į Pakicetus): gyveno pakrantėse ar upių slėniuose, daugiausia vaikščiojo sausumoje, bet jau turėjo tam tikrus kaukolės ir ausų bruožus, leidžiančius geriau girdėti vandenyje.
• Pusiau vandens formos (pvz., Ambulocetus, vadinamas „einančiu banginiu“): galėjo vaikščioti ant žemės ir kartu plaukti, turėjo stiprias galūnes ir platų uodegos pagrindą – kombinuotas judėjimas vandenyje ir ant žemės.
• Vis labiau prisitaikantys prie vandens (pvz., Rodhocetus, Remingtonocetus): trumpėjančios galūnės, pertvarkyta krūtinės ląsta ir stuburas – pilnai laikas praleisti vandenyje; pradeda ryškėti uodegos flukė ir galūnių transformacija į pelekus.
• Visiškai vandeniniai banginiai (pvz., Basilosaurus, Dorudon): maži likučiai išorinėse galūnėse, visiškai pritaikytas plaukiojimui ir nėrimuisi, nosies angos perkelti aukštyn – į blowhole formą.

Apatiniai įrodymai: kas liudija šį perėjimą

Įrodymai yra morfologiniai, paleontologiniai ir molekuliniai:

• Fosilijos: Pakistano ir Indijos Eoceno nuosėdose rasti gerai išsaugoti pereinamieji tipai (Pakicetus, Ambulocetus, Remingtonocetus, Rodhocetus, Dorudon, Basilosaurus ir kt.), kurie parodo palaipsninį anatominių ypatybių pokytį nuo žemės gyvenimo link visiškai jūrinio.
• Anatomijos pokyčiai: nosies angos postūmio link nugaros (blowhole), galūnių transformacijos į pelekus, mažėjantis vidaus ryšys su klubikauliu, uodegos susiformavimas su fluke, ir stuburo bei raumenų adaptacijos į vertikalų judesį (aukštyn–žemyn), kuris yra efektyvus žinduoliams plaukiant.
• Ausies struktūros: specialios vidinės ausies morfologijos (pvz., tankesnis apatinis ausies kaulo sluoksnis) rodo adaptacijas girdėti po vandeniu.
• Molekuliniai duomenys: DNR tyrimai rodo, kad banginiai yra susiję su keturkojais žinduoliais, konkrečiai jie priklauso plačiajai tvarkai, vadinamai Cetartiodactyla, ir artimiausi gyvi jų giminaičiai yra begemotai.

Laikotarpis ir geologinis kontekstas

Dauguma šių pasikeitimų vyko ankstyvaisiais–viduriniais Eoceno periodu, maždaug prieš 50–40 milijonų metų. Klimatas tuo metu buvo šiltas, pakrantės zonos ir plati sekluma suteikė daug ekologinių nišų, kurias galėjo užimti adaptuojantys protėviai.

Kodėl tai yra svarbu?

Banginių kilmė yra vienas ryškiausių evoliucijos pavyzdžių, parodančių, kaip dideli ekologiniai pokyčiai ir struktūrinės transformacijos gali įvykti palaipsniui per ilgą geologinį laiką. Pereinamieji fosilijų tipai iš Pakistano ir kitų vietovių suteikia tiesioginį įrodymą, kaip sausumos žinduolių linija palaipsniui pritaikėsi gyvenimui vandenyje, išsaugojant pagrindines žinduolio savybes (kvėpavimą oru, žindymą, kūno šilumos reguliavimą) kartu įgaunant naujas – uodegos flukę, pelekų formą, specializuotą klausą po vandeniu ir kt.

Santrauka: Banginių evoliucija nuo sausumos žinduolių iki šiuolaikinių jūrinių formų vyko per daugybę tarpsnių, kuriuos atskleidžia tiek fosiliniai radiniai (ypač Eoceno formos iš Pakistano), tiek molekuliniai duomenys. Šis procesas yra gerai ištirtas ir gerai dokumentuotas pavyzdys, kaip evoliucija veikia palaipsniui, veikiama natūralios atrankos ir ekologinių galimybių.

Iškastinis įrašas

Hipopotamų fosilijų randama tik miocene, tačiau banginių protėvių rasta jau eocene. Taigi lieka beveik 30 mln. metų tarpas, kai hipopotamų protėvių nerasta. Naujausia hipotezė teigia, kad hipopotamai ir banginiai turėjo bendrą pusiau vandens protėvį, kuris atsiskyrė nuo kitų dygiaodžių maždaug prieš 60 mln. metų (mya). Ši protėvių grupė tikriausiai išsiskyrė į dvi šakas maždaug 54 mya. Iš vienos šakos išsivystė banginiai, galimai prasidėję nuo 52 mya protavaliaus Pakicetus. Šie ankstyvieji banginiai palaipsniui prisitaikė gyventi jūroje. Jie tapo visiškai vandeniniais banginiais.

Indohyus

Indohyus yra mažas į elnią panašus padaras, gyvenęs maždaug prieš 48 milijonus metų Kašmyre. Jis priklauso Raoellidae šeimos arteodaktilų šeimai ir, manoma, yra artimiausias Cetacea giminingas būrys.

Maždaug meškėno ar naminės katės dydžio žolėdis padaras turėjo kai kurių banginių bruožų. Jis taip pat turėjo prisitaikymo prie gyvenimo vandenyje požymių, įskaitant storą ir sunkią išorinę kaulų dangą. Ji panaši į šiuolaikinių gyvūnų, pavyzdžiui, hipopotamų, kaulus ir sumažina plūdrumą, kad jie galėtų išsilaikyti po vandeniu. Tai leidžia manyti, kad išgyvenimo strategija panaši į afrikietiškojo pelėsakalio arba vandens ševrotainio, kuris, iškilus grobuoniškojo paukščio grėsmei, neria į vandenį ir iki keturių minučių slepiasi po paviršiumi.

Galimi banginių ir kitų kanopinių grupių santykiai.


Indohyus rekonstrukcija


Kai kurie šiuolaikiniai banginiai turi sausumoje gyvenusių protėvių pėdsakų. Guvagalvio banginio skelete matyti jo užpakalinių galūnių ir dubens kaulų struktūra (apvesta raudonai). Ši kaulų struktūra visą gyvenimą išlieka kūno viduje - tai vestigialinė struktūra.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra banginiai?

K: Iš kur žinome, kad banginiai išsivystė iš sausumos gyvūnų?

Klausimas: Kur buvo padaryti naujausi atradimai apie banginių perėjimą iš sausumos į jūrą?

K: Ką reiškia, kai kažkas yra leviatanas?

K: Kaip mokslininkai atskleidė banginių perėjimo iš sausumos į jūrą etapus?

K: Kokio tipo judesiai būdingi žuvims, palyginti su žinduoliais?

Paieška pagal raidę