Wenn Sie eine fressende Flosse, einen Blau- oder Buckelwal beobachten, werden Sie wahrscheinlich einen Blick auf die Bartenhaare erhaschen, die die klaffenden Kiefer füllen. Baleen ist anders als alle anderen Fütterungsstrukturen auf dem Planeten. Baleen besteht aus Keratin, dem gleichen Material wie Haare und Fingernägel. Er hängt vom Gaumen eines Wals ab und wird verwendet, um kleine Fische und Krustentiere aus großen Schlucken Wasser herauszufiltern. Während Wasser in das Maul eines Wals strömt, dringen die kleinen Kreaturen leicht durch die kammartigen Borsten, aber sobald das Maul eines Wals voll Wasser ist, spült es das Wasser wieder heraus und fängt die winzigen Kreaturen in der Wand des Barten ein ganz geschluckt.
Wissenschaftler wissen nicht, wie oder wann sich Barten entwickelt hat, aber die jüngste Entdeckung eines uralten Walfossils - etwa 30 bis 33 Millionen Jahre alt -, das in den Sammlungen des Smithsonian National Museum of Natural History verborgen ist, könnte einen entscheidenden Hinweis enthalten.
Laut einer neuen Studie, die von Forschern des Smithsonian Museum of Natural History, der Texas A & M University, des Burke Museum of Natural History and Culture in Seattle und der George Mason University veröffentlicht wurde, ernährte sich dieser alte Wal namens Maiabalaena nesbittae weder mit Zähnen noch Barten. Heutzutage gibt es zwei Linien von Walen - diejenigen, die mit Barten fressen, und diejenigen, die mit Zähnen und Echoortung fressen, um die Beute aufzuspüren. Seit langer Zeit spekulieren Paläobiologen, dass ein Vorfahr von Bartenwalen sowohl Zähne als auch eine primitive Form von Bartenwalen haben könnte - was Wissenschaftler eine Übergangsart nennen. Es gibt keinen Beweis für eine solche Art, aber die Entdeckung von Maiabalaena legt nahe, dass eine alte Walart möglicherweise weder Zähne noch Barten zum Überleben benötigt hat.
Oberkiefer und Schädel von Maiabalaena nesbittae . Wale waren die ersten Säugetiere, die Barten entwickelten, und kein anderes Säugetier verwendet eine anatomische Struktur, die ihr auch nur annähernd ähnlich ist, um seine Beute zu verzehren. (Smithsonian) „Wenn wir über die Evolution der Wale sprechen, konzentrieren sich die Lehrbücher in der Regel auf die frühen Stadien, als die Wale von Land zu Meer gingen“, sagt Nicholas Pyenson, der Kurator für fossile Meeressäugetiere im National Museum of Natural History. „ Maiabalaena zeigt, dass die zweite Phase der Walevolution für die Evolution über große Dimensionen gleichermaßen wichtig ist. Zum ersten Mal können wir nun den Ursprung der Filterfütterung bestimmen, die eine der wichtigsten Innovationen in der Geschichte der Wale darstellt. “
Wie die meisten Weichteile versteinert Barten nicht. Das Auffinden von Hinweisen, die auf das Vorhandensein von Barten in älteren Fossilien hindeuten, erforderte ein wenig Detektivarbeit - nur die Kieferknochen dieses versteinerten Wals mit bloßem Auge zu untersuchen, würde es nicht abschneiden. Stattdessen wandten sich die Wissenschaftler den hochauflösenden Fähigkeiten eines CT-Scanners zu, um die Struktur des Knochens genauer zu untersuchen. Was sie fanden, war unerwartet.
„Es hat uns einen Riesenerfolg beschert, den wir vor 5 bis 10 Jahren noch nicht hatten. Wir haben ein Bild von dem, was im Knochen vor sich ging, und das kann uns sagen, ob Barten da war oder nicht “, sagt Carlos Peredo, Hauptautor der Studie und Doktorand an der George Mason University.
Carlos Mauricio Peredo, Predoctoral Fellow und Hauptautor der Studie im Nationalmuseum für Naturgeschichte, mit dem 33 Millionen Jahre alten frühen Bartenwal Maiabalaena nesbittae . Das Fossil ist die erste seiner Art, die von Wissenschaftlern beschrieben wurde, und wird nun der wissenschaftlichen Gemeinschaft als Beispiel für diese Art dienen. (Smithsonian) Wale haben heutzutage ausgeklügelte Netzwerke von Blutgefäßen in ihren Mundhöhlen, die ihre Barten oder Zähne mit Nährstoffen versorgen. Und so sind ihre Kieferknochen mit mikroskopischen Löchern durchsetzt. Bei diesem Fossil war das nicht der Fall.
Stattdessen wies der Maiabalaena- Schädel Anzeichen für einen fleischigen Zahnfleischrand, eine starke Zunge und muskulöse Wangen auf, die zum Staubsaugen seiner Tintenfisch- und Fischmahlzeiten bestimmt waren. Mit diesen starken Muskeln könnte es sein Maul so formen, dass es wie ein Strohhalm wirkt - eine Leistung, die bei neueren Zahnwalen wie dem Narwal und den ausgestorbenen Odobenocetops beobachtet wird. Das Dach von Maiabalaenas Maul war schlank im Vergleich zu Bartenwalen von heute, die breite Münder benötigen, um ihre vielen Bartenplatten zu verankern. Es hatte auch relativ lange und breite Frontflossen, eine Seltsamkeit, die Wissenschaftler immer noch überrumpelt.
Mit solch einer einzigartigen Fütterungsmethode ist es nur logisch zu fragen, warum sich dieser Wal so entwickelt. Was könnte der Vorteil sein, ein wichtiges Fütterungsinstrument wie die Zähne zu verlieren?
Erstens sind Zähne teuer. Es braucht viel Energie und Ressourcen, um Zähne mit starkem Zahnschmelz aufzubauen. Das Schlürfen von Nahrungsmitteln ist viel wirtschaftlicher, wenn weiche Nahrungsmittel leicht verfügbar sind. Zweitens lebte dieser Wal zu einer Zeit in der Erdgeschichte, als sich die Umwelt rapide veränderte. Als die Antarktis am Ende des Eozäns aus Südamerika ausbrach, wurden die Strömungen des Ozeans unterbrochen. Jetzt, allein in der Antarktis, umkreist eine massive Strömung den Kontinent - eine Veränderung, die massive Auswirkungen auf die atmosphärischen und ozeanischen Temperaturen rund um den Globus hatte. Es ist noch unklar, wie sich dies speziell auf Wale ausgewirkt haben könnte. Es ist jedoch klar, dass die Veränderung des Erdklimas ein Funke war, der dramatische evolutionäre Veränderungen auslöste.
„Jedes Mal, wenn wir in dieser Zeit einen anderen Wal finden, ist es:‚ Oh, das ist anders, das ist komisch. ' Sie finden zwei Wale direkt nebeneinander und sie sehen nicht gleich aus “, sagt Peredo.
Eine künstlerische Rekonstruktion einer Mutter und eines Kalbes von Maiabalaena nesbittae, die während des Oligozäns vor etwa 33 Millionen Jahren vor der Küste Oregons pflegten . Während Maiabalaena nicht in der Lage gewesen wäre, Futter zu kauen oder zu filtern, deuten Muskelansätze an den Knochen seines Rachens darauf hin, dass es wahrscheinlich starke Wangen und eine einziehbare Zunge hatte. Diese Eigenschaften hätten es ihm ermöglicht, Wasser in seinen Mund zu saugen und dabei Fisch und kleinen Tintenfisch aufzunehmen. (Alex Boersma) Während des Oligozäns - der Epoche unmittelbar nach dem Eozän und der Veränderung der Erdgeographie - sind die Wale, die in der Fütterungsanatomie normalerweise relativ ähnlich sind, bemerkenswert unterschiedlich. Einige dieser Wale hatten Zähne, die wie die gezackte Silhouette eines Bergrückens aussahen, während andere einen einfachen konischen Zahn mit nur einer Spitze hatten. Es gab sogar Wale aus der Zahnwal-Linie, die ihre Zähne verloren und auf Saugfütterung zurückgingen. Diese Verschiedenartigkeit lässt darauf schließen, dass die Wale im Zuge der Veränderungen auf der Erde mit den besten Fütterungsstrategien experimentierten und sich bis zum Ende des Oligozäns auf eine einfache Form beschränkten, die bis heute Bestand hat.
Wann ist Baleen aufgetaucht? Obwohl es noch unklar ist, haben Wissenschaftler eine Vermutung. Der gemeinsame Vorfahr aller Bartenwale soll vor 23 bis 25 Millionen Jahren gelebt haben. Es ist wahrscheinlich, dass dieser unentdeckte Vorfahr während der Zeit intensiver Veränderungen im Oligozän aufgetaucht ist. In dieser Zeit entstanden auch die ersten gemeinsamen Vorfahren der heutigen Zahnwale.
Da unsere Welt wieder in eine neue Periode des raschen Klimawandels eintritt, sollten wir uns die Zeit nehmen, um zu sehen, wie sich die vergangenen Wale angepasst haben und wie es den heutigen Walen ergehen wird. Es gibt bereits Hinweise darauf, dass Wale ihre Wanderungsrouten ändern und neue Nahrungsquellen suchen. Wale müssen wahrscheinlich mehr als nur ihr Verhalten entwickeln, um zu überleben und mit der sich verändernden Welt um sie herum Schritt zu halten.
