Предците на китовете са раждали своите зъбати бебета с главата напред, подобно на животните, обитаващи сушата. Семействата на археоцетите обичаха да лежат на брега, като съвременните тюлени. Древна клетка на обществото на китовете беше открита в Пакистан. 
Палеонтологът Филип Джингерич от Мичиганския университет успя да направи сензационно откритие: той откри неродено теле във вкаменена женска на древен кит археоцет. Изкопаемият материал е открит през 2000 г. в Пакистан, но 33-сантиметровият плод е открит само ден преди това. Фосилизирани бременни женски не са обичайна находка за палеонтолог, но Джинджирич беше шокиран от нещо друго. Телето е поставено в тялото на майката първо с главата - като сухоземно животно, което трябва незабавно да вдиша кислород при раждането, а не като кит, който живее във вода, излиза първо с опашката, за да започне незабавно да плува. Зъбките на бебето бяха добре минерализирани - с тях то можеше да дъвче големи риби веднага след раждането.
Джингерич публикува проучване в списание Plos One, в което твърди, че местоположението на плода показва, че археоцетите са живели на сушата. Намерената женска е живяла преди около 47,5 милиона години. Нейните подобни на плавници задни крака позволяваха да се движи трупът по земята, въпреки че това не беше лесно за нея. Външно предшественикът на кита беше подобен на съвременните тюлени или моржове: масивна предна част и грациозен таз със задни крака.
Университетът на Мичиган смята, че видовете, които са изучавали, maiacetus inuus, са дошли на сушата, за да се чифтосват, да раждат и да си починат.
„Има много фосилни останки от археоцети по света, които са преминали от сухоземен във воден живот, но повечето от тях са фрагментирани. Екземплярите, които описваме, са първите, които предоставят данни за раждането, растежа и развитието на тези животни. По време на прехода към водно местообитание всичко се промени в археоцетите, с изключение на дишането. Те имаха четири крака, пригодени за плуване, и въпреки че можеха да издържат тежестта на животното на сушата, археоцетите не можеха да бягат надалеч“, каза палеонтологът в интервю за испанския вестник El Mundo.
На километър от бременната жена са намерени останки от мъжки, чиято дължина е около 2,59 м; през живота си е тежал около 390 кг. Мъжкият се оказа малко по-голям от женската - с 12%, а ноктите му бяха по-дълги, но според американски биолози недостатъчно, за да заемат доминираща роля в обществото на археоцетите. Малко вероятно е той да контролира територията, смята Дзингерич. При съвременните китове женските са по-големи от мъжките.
Еволюция на китовете
Учените смятат, че първите сухоземни същества са се появили през Девон - преди около 360-380 милиона години. След 300 милиона години някои видове бозайници решиха да се върнат във водата. Лапите им отново започнаха да се превръщат в перки. През септември 2001 г. Gingerich пусна проучване, което беше публикувано на уебсайта на Мичиганския университет. В него той свързва първите китове със семейството на хипопотамите, което в момента включва хипопотами. Възможно е археоцетите да са еволюирали от артиодактилите в късната креда или ранния палеоцен. Те имаха дълга, удължена челюст. Учените са почти сигурни, че първият археоцет е бил изцяло земно същество, но палеонтологични доказателства за това едва сега се откриват.
Археоцетите започват да водят по-воден начин на живот през еоцена. Женският maiacetus inuus е живял точно в средата на еоцена. В късния еоцен видовете, които са били „пра-дядовците“ на съвременните китове, се отделят от Basilosaurus.
Палеонтологът от Тексас Луис Джейкъбс описа екземпляра, изследван от Джингерич, като „много информативна връзка, която преди това липсваше“. „Чарлз Дарвин би бил доволен“, добави Джейкъбс.
Gingerich изследва пясъците на Пакистан и Египет повече от 30 години; Преди това Световният океан се пръскаше на тази територия.
Въз основа на статия от Кейт Уонг // Scientific American май 2002 г
Еволюцията и произходът на китоподобните дълго време остава загадка за палеонтолозите. Поради оскъдността на вкаменелостите, въпросът за произхода на китовете е причина за ожесточени спорове между креационистите и учените, които защитават доктрината за еволюцията. Фосилни останки, които хвърлят светлина върху развитието и формирането на тази удивителна група животни, бяха много редки до съвсем скоро. Несъмнено съвременните китове са вторични водни бозайници - в процеса на еволюцията техните предци първо са излезли от водата, давайки началото на земноводни и влечуги, а след това са се върнали във водата като бозайници. Това се е случило преди приблизително 50-55 милиона години, в късния палеоцен-еоцен.
Въпреки че е трудно да се повярва, когато се гледа съвременен син кит, всички китоподобни, включително китове, делфини и морски свине, са потомци на сухоземни бозайници от артиодактилния ред (разбира се, не съвременни, а древни копитни).
Преди това традиционните възгледи за еволюцията на китоподобните бяха, че техните най-близки роднини и вероятни предци са мезонихиите, изчезнал разред хищни копитни животни, които приличаха на вълци с копита вместо нокти и бяха сестринската група на парнокопитните. Тези животни имаха зъби с необичайна конична форма, подобни на зъбите на китоподобните. По-специално, поради това учените отдавна вярват, че китоподобните са произлезли от някакъв вид мезонихия на предците. Новите молекулярно-генетични данни обаче показват, че китоподобните са близки роднини на парнокопитните, по-специално на живите хипопотами. Въз основа на тези данни сега се предлага дори да се включат китоподобните в разреда Artiodactyla и се предлага името „Cetartiodactyla“ за монофилетичния таксон, който включва тези две групи. Въпреки това, най-старите известни фосилни останки от Anthracotherium, предшественика на хипопотамите, все още са няколко милиона години по-млади от възрастта на Pakicetus, най-стария известен предшественик на китовете.
Основна схема на еволюцията на кита
Ухото ще ти каже всичко
По време на експедицията на американския палеонтолог Филип Джинджириш (P. Gingerish) в Пакистан учените получиха много интересен материал. Те търсили останки от еоценски сухоземни бозайници на места, където вече били открити, но се натъкнали само на морски организми. Преди около 50 милиона години тази област съдържаше променящата се брегова линия на древното море Тетис, което разделяше Евразия и Африка през по-голямата част от еоценския период. Сред останките от риби и миди палеонтолозите откриха два фрагмента от тазови кости, които очевидно принадлежат на относително големи „ходещи“ животни. По същото време в друга част на Пакистан е открита челюстта на примитивен артиодактил.
Две години по-късно друга странна находка е открита от експедицията на Джинджириш в Северен Пакистан. Беше парче от черепа на странно създание с размерите на вълк. Наблизо са открити останки от други бозайници, този път сухоземни, живели преди около 50 милиона години. Черепът на намереното неизвестно животно обаче имаше характеристики, които наподобяваха някои детайли от структурата на слуховата система на съвременните китоподобни.
Пакицетус
Нека ви напомним, че звуковите вълни се разпространяват по различен начин във водата и въздуха. Китовете, които живеят днес, нямат външно ухо, а слуховият канал, водещ до средното ухо, е или изключително стеснен, или изобщо липсва. Тъпанчето е удебелено, неподвижно и не изпълнява функциите, характерни за сухоземните животни. При китовете те се поемат от така наречената слухова була – специално костно образувание, изолирано от синусите. Булата в черепа на неизвестно животно, открита от Джинджириш, въпреки че не беше наистина „подобна на кит“ и очевидно не можеше да осигури добър подводен слух, въпреки това се отличаваше с доста характерни промени. Оказа се, че това същество - наречено Pakicetus на мястото, където е намерено - може да бъде една от първите еволюционни стъпки по пътя на прехода от сухоземни животни към китоподобни. В същото време може да се предположи, че мистериозният звяр е имал и нормално функциониращо тъпанче, което му е позволявало да възприема звуци, пътуващи във въздуха - досега той е прекарвал не по-малко време на сушата, отколкото във водата. Структурата на скелета на Pakicetus още веднъж потвърди, че китовете не са преки потомци на мезонихидите. Напротив, предците на китовете се отделиха от артиодактилите и преминаха към воден начин на живот, след като самите артиодактили се отделиха от общите си предци с мезонихидите. По този начин протокитоподобните са били ранни форми на артиодактили, които са запазили някои характеристики, характерни за мезонихидите (коничната форма на зъбите), загубени от съвременните артиодактили. Интересното е, че най-ранните предшественици на всички копитни бозайници вероятно са били отчасти месоядни или всеядни „чистачи“.
Pakicetus са били копитни животни и понякога са класифицирани като ранни китове. Те са живели на територията на днешен Пакистан (оттук и името „пакистански кит“) в ранния еоцен, преди около 50 милиона години. Беше животно, което на външен вид приличаше на куче, но с копита на пръстите и дълга тънка опашка. Първоначално се предполагаше, че ухото на Pakicetus е добре приспособено за живот под вода, но както показаха по-нататъшни изследвания, ушите на Pakicetus са подходящи само за въздушна среда и ако ухото на Pakicetus наистина е прародител на китовете, способността да чуват под вода беше по-късна адаптация на вече съществуващ слухов апарат. Според американския палеонтолог Ханс Теуисен зъбите на Pakicetus вече приличат на зъбите на изкопаеми китове.
Друга реконструкция на Pakicetus - "с коса"
Thewissen също така откри, че подобна структура на ухото се наблюдава във вкаменелостите на друго необичайно същество - малкото животно Indohyus, подобно на елен. Indohyus (буквално „прасе на Индия“) е малко (с размер на котка) същество с крехка конструкция, чиито останки са открити в Кашмир (Индия). Най-често се сравнява със съвременния африкански воден елен; приликата се нарушава само от дългата опашка, обща характеристика на различни групи примитивни бозайници от ранния кайнозой. Възрастта на това същество се оценява на 48 милиона години. Indochyus е класифициран като член на семейство Raoellidae - примитивни артиодактили. Счита се за член на сестринската група на ранните китоподобни въз основа на структурните характеристики на същия регион на ухото. Слуховата була на Indonychus, образувана от тимпаничната кост, също е много необичайна по форма и демонстрира структурни характеристики, характерни за най-древните китове, открити малко преди това, и по-специално за същия Pakicetus. Това малко тревопасно животно, с размерите на домашна котка, имаше някои характеристики, които го доближаваха до китовете и показваха адаптация към водната среда. Те включват дебела и тежка костна черупка, напомняща на костната черупка на някои съвременни полуводни животни като хипопотами, която помага за намаляване на плаваемостта и в резултат на това ви позволява да останете под водата. Това предполага, че Indohyus, подобно на съвременния воден елен, се е гмуркал под водата, за да се скрие от хищник. Така в останките му има повишено съдържание на кислородния изотоп 18O, което показва воден начин на живот. Съдържанието на въглероден изотоп 13C обаче предполага, че рядко се захранва с вода. Въпреки това е също толкова вероятно храната му да се състои от висши водни растения (цъфтящи растения). Във всеки случай, съдейки по изотопния състав на зъбния емайл, Indohyus вероятно не е част от хранителни вериги, базирани на сладководен фитопланктон, образуван от водорасли, а не от висши растения.
Индохюс
"Крокодил сред бозайниците"
Най-забележителният от древните китове е добре познатият Ambulocetes, известен от еоцена на Пакистан. Външно този бозайник приличаше на триметров крокодил.
„Чудовището, лежащо неподвижно във водата сред мангровите гори, забеляза плячката си - животно с подходящ размер, което беше дошло да пие. С няколко енергични тласъка на задните си крака то се приближи до брега, заби мощните си зъби в тялото на жертвата и се оттегли обратно във водата. Когато животното, здраво стиснато в челюстите си, неспособно да диша, спря да бие, хищникът изпълзя на брега, за да започне храненето си на твърда земя. На пръв поглед чудовището приличаше на крокодил - с къси крака, масивна опашка, дълга издължена муцуна и високо разположени очи, изпъкнали над повърхността на главата. Тялото му обаче беше покрито не с черупкови пластини, а с вълна, краката му завършваха не с нокти, а с нещо подобно на копита, а зъбите му бяха зъби на животно, а не на влечуго...”, - ето какво палеонтолозите мислят за Ambulocetus, един от първите китове
Земята през средния еоцен - преди 50 милиона години
Ambulocetus беше полуводно животно: задните му крака бяха по-подходящи за плуване, отколкото за ходене по сушата. Вероятно е плувал, извивайки тялото си във вертикална равнина, като съвременните видри, тюлени и китове. Предполага се, че амбулоцетидите са ловували като съвременните крокодили, причаквайки риби и животни, които идват да пият. В челюстта на амбулоцета вече е имало началото на канал, характерен за китовете, провеждащ звука към ухото. Поставяйки долната си челюст на земята - както правят крокодилите - Ambulocetus "локализира" движението на потенциалните си жертви по брега.
Близки роднини на Ambulocetidae са Remingtonocetidae. Представителите на това семейство бяха по-малки по размер, имаха по-удължена муцуна и бяха по-добре приспособени към подводния живот. Предполага се, че начинът им на живот е наподобявал съвременните видри, ловуващи риба от засада.
Представителите и на двете групи имаха ноздри, разположени в края на муцуната, като тези на сухоземните бозайници.
Най-близките роднини на китовете днес са хипопотами
Струва си да се отбележат важни промени в черепа по време на еволюцията на китоподобните - движението на очните кухини от горната (като при крокодилите) позиция при Pakicetus и Ambulocetus към страните на главата, както при протоцетидите и съвременните китове. Ноздрите се преместиха от горната част на муцуната при Pakicetus до горната част на главата (дупката) при съвременните китове. Зъбите станаха прости и монотонни - приспособени само за задържане, а не за дъвчене на плячка. При въсатите китове те изчезнаха напълно; тяхната "китова кост" е рогови плочи, които по никакъв начин не са свързани със зъбите.
Анализът на изотопния състав на кислородните атоми, присъстващи в зъбите на изкопаеми китове, ни позволява да направим изводи дали са живели в прясна или морска вода - последната съдържа голяма част от изотопа 18O. Оказа се, че тялото на pakicetus получава само прясна вода, ambulocetus може да живее както в прясна, така и в солена вода, а protocetids вече са истински морски животни.
Амбулоцет. Ясно се вижда "крокодилската" форма на скелета
"Протокити"
Протоцетидите образуват голяма и разнообразна група, известна от находки в Азия, Европа, Африка и Северна Америка. Това семейство включва голям брой родове, някои от които са доста добре проучени (например Rhodocetus, известен от терциерните отлагания на Белуджистан). Всички известни протоцетиди имаха добре развити предни и задни крайници, които можеха да поддържат тялото на земята; Те вероятно са водили амфибиотичен начин на живот, живеейки както във водна среда, така и на сушата. Все още не е ясно дали протоцетидите са имали опашна перка, както съвременните китоподобни, но е очевидно, че са били добре приспособени към водния начин на живот. Например сакрумът — частта от гръбначния стълб, към която е прикрепен тазът — при Rhodocetus се състои от пет отделни прешлена, докато прешлените в сакрума на сухоземните бозайници са слети. Носните отвори на протоцетидите се преместиха още по-нагоре по муцуната - това е първата стъпка към ноздрите, разположени на върха на главата на съвременните китоподобни. Версията за амфибийната природа на протоцетидите се подкрепя от откритието на бременна женска Майацети с вкаменен плод, обърнат към изходния отвор с глава. Това предполага, че Mayacet е родила на сушата - в противен случай малкото е имало шанс да се задави.
Kuthicetus
Произходът на ранните китове от копитни животни е показан от такива характеристики като например наличието на копита в краищата на пръстите на Rhodocet. При това китоподобно костите на долния преден крайник са били компресирани и вече са приличали на плавници, а дългите, деликатни крака може да са били с ципести. Лигаментите между прешлените, които образуват сакрума, са отслабени при Rhodocetus, което позволява на гръбнака да се огъва, за да създаде вълнообразни вертикални движения на опашката. Според Джинджъриш, то плувало „като куче“ на повърхността и се движело под водата чрез комбиниране на тласъците на задните си крака с форма на гребло и опашка. Най-вероятно това животно все още не е скъсало напълно със сухоземната среда и периодично е излизало на сушата, където се е движело на ритници, като съвременните уши тюлени. Като цяло през еоцена китоподобните направиха рязък скок в морфологичните промени: от четириноги сухоземни животни те се превърнаха в напълно водни форми, напълно различни на външен вид от своите наземни предци и роднини. Възможна причина за това явление е липсата на конкуренти в новото местообитание.
Родоцетус
Ремингтоноцет
Навън към океана
От протоцетидите идва напълно „подобният на делфин“ Дорудон - възможните предци на базилозаврите и съвременните китове, които постепенно се заселват във всички морета на земното кълбо.
Basilosaurus (открит през 1840 г. и първоначално смятан за влечуго, оттук и името „рептил“) и Dorudon са живели преди приблизително 38 милиона години и са били чисто морски животни. Basilosaurus е бил толкова голям, колкото големите съвременни китове, понякога достигайки 18 метра дължина. Дорудонтидите бяха малко по-малки, до 5 метра.
Във връзка с прехода към чисто воден начин на живот базилозаврите изпитват деградация на задните крайници - въпреки че са добре оформени, те са малки и вече не могат да се използват за движение. Въпреки това, може би те са изиграли спомагателна роля по време на чифтосване. Тазовите кости на базилозавридите вече не са свързани с гръбначния стълб, както беше при протоцетидите.
Георгиацет
Подобно на съвременните китове, рамото на Dorudon и Basilosaurus остава подвижно, а лакътят и китката образуват предната перка. Въпросът кога точно китовете най-накрая са загубили задните си крайници обаче остава открит. Например, истински въсен кит, чиито останки наскоро бяха открити в слоеве на възраст 27 милиона години, все още имаше добре оформени крака.
В опашната област на Дорудон имаше закръглен прешлен, подобен на този, открит при съвременните китове, в основата на опашната перка. Така че може би Дорудон и Базилозавър вече са имали напълно подобна на кит перка на опашката.
Дорудон
Междувременно тези китове все още не са били „истински китове“. Луо (Zhe-Xi Luo), палеонтолог и служител на Музея по естествена история в Питсбърг, показа, че при базилозаврите и дорудонтите - първите напълно водни китове - слуховата система по структура вече е била доста близка до слуховата система на съвременните китове. . Въпреки всички прилики със съвременните китове, базилозавридите и дорудонтидите нямаха предната мастна изпъкналост, така наречената пъпеш, която позволява на съществуващите китоподобни да използват ефективно ехолокацията. Мозъците на базилозавридите са сравнително малки, което предполага, че те са били самотници и не са имали толкова сложна социална структура като някои съвременни китоподобни.
Базилозавър
Появата на "китова кост"
Уатите китове са уникални за китовете, но зъбатите китове, въпреки че им липсват, все пак също са китове. Следователно тази характеристика не може да се счита за фундаментална: тя е специфична адаптация на една група китоподобни. По време на олигоценския период след еоцена морското равнище спада. „Прото-Индия“ се свързва с Азия (резултатът от този „сблъсък“ е появата на Хималаите), а Австралия и Антарктида се отдалечават една от друга, което води до образуването на широк, свободен пръстен от морета в южното полукълбо . Появи се южно циркумполярно течение и започна да се образува ледена черупка. Това създава нови условия за бозайниците, живеещи в моретата, което според някои експерти е довело до появата на съвременните подразреди - китове и зъбати китове. Най-старата известна преходна форма между тях и древните археоцети е Llanocetus, първичен въсан кит, открит в антарктически седименти на възраст около 34 милиона години. Очевидно той лесно би могъл да се храни с крил. Зъбатите китове, според експертите, са възникнали приблизително по същото време, развивайки способността за ехолокация, което прави възможно активния лов в дълбините.
Достъп до сушата и достъп до океана
За съжаление находките на останки от първите представители на двата съвременни ордена са изключително редки. По-ниските нива на морето през олигоцена изсушиха крайбрежните райони, които може да са съдържали тези останки, и те бяха унищожени. Но разкопките в по-късните слоеве показват, че малко по-късно, преди 30 милиона години, истинските китове и зъбати китове са били представени от няколко семейства.
Преди три години, през 2011 г., учените откриха вкаменени останки на един от най-старите усати китове, който се оказа „липсващото звено“ в еволюцията на въсатите китове. Изследователите са открили, че огромните, еластични челюсти на сините китове и техните събратя са еволюирали от по-твърди структури.
На горните челюсти на китовете има няколкостотин рогови пластини, които действат като филтър, който отсява планктона от водата, влизаща в устната кухина на животното. Китовете поемат много голямо количество вода в устата си, като отварят широко устата си поради факта, че нямат твърда връзка между двете половини на долната челюст. Освен това почти всички китоподобни имат много широк череп, което допълнително увеличава възможния максимален обем вода, постъпваща в устата. Благодарение на техния начин на хранене китовете успяха да се развият до такива впечатляващи размери.
Janjucetus hunderi - един от първите усати китове
Учените не знаят точно каква е последователността на появата на тези две характерни черти - голям череп и гъвкава артикулация на челюстта. Авторите на новата работа са описали костите на древния китоподобен "Janjucetus hunderi", който е живял в океаните на Земята преди около 25 милиона години, и нови доказателства подкрепят хипотезата, че китовете първоначално са развили широк череп.
„На ранните усати китове им липсваше един от отличителните белези на всички живи (и повечето изкопаеми) усати китове – разхлабена става на долната челюст“, каза авторът на изследването Ерих Фицджералд от музея Виктория в Австралия. „Без него днешните усати китове просто не биха могли да се хранят по начина, по който са свикнали.“
Ученият има предвид следното: китът отваря долната си челюст под много голям ъгъл; Еластичната тъкан, прикрепена към челюстта, се разтяга, позволявайки на животното да поеме огромно количество вода в устата си. Плочите на китовата кост, израстващи от горната челюст, действат като вид сито, което филтрира крила, основния източник на храна.
Новите останки принадлежат на вида "Janjucetus hunderi", който е живял преди около 25 милиона години край бреговете на Австралия и вероятно е бил около три метра дълъг, тоест с размера на средностатистически делфин. Той беше украсен с големи зъби за улавяне и смачкване на плячка, което го правеше много различен от днешните усати китове с техните подобни на коса зъби. Освен това, както вече споменахме, долната му челюст не можеше да се отвори толкова широко.
Въпреки това Дж. Hunderi" е бил усати кит, тъй като е имал редица адаптации, характерни за този подразред. Например, това е широка горна челюст, което показва, че голяма уста се е появила преди възможността за филтриране. Две половини на долна челюст „Й. Хундери“ са били здраво свързани помежду си и не са позволявали на древния морски бозайник да отвори много широко устата си. В същото време горните челюсти на животното изглеждаха типични за съвременните китоподобни, а самият череп беше много широк. Учените смятат, че „Дж. Хундери” не филтрира постъпващата вода, като я изтласква в обратна посока от устата, а я поглъща заедно с плячката, която е там.
Сред съвременните големи китове, кашалотът предоставя, колкото и да е странно, възможността да се отговори на въпроса как китовете са преминали към филтърен тип хранене. Обикновено в популярната литература кашалотът се изобразява как похапва гигантски калмар. Но това, макар и добре известно, далеч не е толкова често срещана плячка. Естествено, в китоловните станции, при разрязването на кашалоти, такива мекотели бяха извадени от стомасите им. Но също така е известно, че голям брой сравнително малки калмари и риби често се намират в стомасите на кашалотите. Дори ако рибата понякога достига метър дължина, тя все още е малка в сравнение с многотонния кашалот. Съвременните зъбати китове често се хранят с малки риби и калмари, просто ги смучат в устата си. Клюните китове имат значително намалени зъби - понякога само до два големи зъба, които очевидно не са пригодени за хващане на плячка като риба и калмари.
Синият кит няма зъби
При най-ранните усати китове („балени“ поради тяхната скелетна анатомия, а не поради наличието на усати китове) зъбите се срещат доста рядко на челюстите. Може да се предположи, че те постепенно са загубили функцията за улавяне и директно задържане на плячка и са служили по-скоро за „заключване“ на устата. Между другото, в съвременната китова акула малките зъби изпълняват точно тази роля. Първоначалната плячка на прото-усаните китове най-вероятно е била доста голяма и малките риби са успели да се промъкнат между зъбите на хищника. Не се усмихвайте: съвременната херинга също има реален шанс да се изплъзне дори от много по-напредналия филтриращ апарат на гърбатия кит. Всъщност по този начин съвременният тюлен крабояд (Lobodon) улавя плячка, малки плуващи ракообразни, чиито зъби са придобили специфична форма, станали многовърхи и плоски. Канадският изследовател Едуард Д. Мичъл беше изненадан от необичайната структура на зъбите на кита Llanocetus: те седяха в челюстите с големи празнини, имаха плитки корени и дълбоки канали на короната, разделящи зъба на остриета. Популярна статия, описваща откриването на това животно, беше наречена „Древният кит се усмихна като сито“. Това е ясно доказателство, че първите усати китове са използвали зъбите си, за да затворят изхода от устата си за малки хранителни предмети, които са грабвали по няколко наведнъж. В процеса на еволюция китовете развиват адаптация, която едновременно позволява на водата да излиза свободно от устата на животното, но по-ефективно задържа малки риби, ракообразни или калмари, които се озовават в устата на кита. Ключът към разбирането на по-нататъшните промени в ловния апарат на китоподобните също идва от знанието за „развалените“ гени, отговорни за развитието на зъбите, открити в генома на съвременните китове. С по-нататъшното развитие на китовата кост наличието на зъби постепенно се превърна в неутрална характеристика и мутанти с „развалени“ гени, отговорни за развитието на зъбите, не се различаваха по отношение на успеха на оцеляването от китовете с непокътнати гени, които израснаха с анатомично пълни зъби. Впоследствие изчезването на зъбите премахна анатомичните ограничения върху развитието на по-усъвършенстван филтриращ апарат.
Llanocetus
Ехолокация
Истинските зъбати китове (Odontocetes) извършват ехолокация, като произвеждат поредица от щракания с различна честота. Звуковите импулси се излъчват през предния пъпеш, отразяват се от обекта и се записват през долната челюст.
Ехолокация- система за ориентация в пространството чрез забавяне на връщането на отразена звукова вълна - появила се в прародителя на съвременните делфини и зъбати китове преди повече от 28 милиона години. Доцентът от Нюйоркския технологичен институт Джонатан Гайслер проведе проучване на изкопаемия вид Cotylocara macei, открит близо до Чарлстън, Южна Каролина. „Най-важните констатации от нашето изследване се отнасят до еволюцията на ехолокацията и сложната анатомия, която позволява тази способност. Възникна около същата епоха, когато китовете се диверсифицираха - различни размери на тялото и мозъка, различни методи на хранене“, казва Гайслер.
Зъбатите китове, делфините и морските свине издават високочестотни звуци през затворена зона в носните канали, зад дупката - докато всички други бозайници (включително хората) издават звуци в ларинкса. При зъбатите китове механизмът е много сложен - това са много мускули, въздушни кухини и мастни слоеве, притиснати в малка част от лицето. Палеонтолозите смятат, че такава сложна система се е развила постепенно, стъпка по стъпка.
Cotylocara macei - един от първите китове с развита ехолокация
Според Гайслер китът "Cotylocara macei" е бил способен на ехолокация. „Плътните кости и въздушните синуси на черепа му помогнаха да се фокусират звуците му в един звуков поток, което позволи на кита да търси храна през нощта или в мътна вода“, казва ученият.
Чрез сравнителен анализ Гайслер и колегите му установиха, че Cotylocara принадлежи към изчезнало семейство китове, което се е отделило от другите китоподобни преди най-малко 32 милиона години. Изглежда, че рудиментарна форма на ехолокация се е развила в общия прародител на Cotylocara и други зъбати китове преди приблизително 35-32 милиона години.
"Cotylocara" се отличават с редица уникални анатомични характеристики, включително дълбока кухина на върха на главата (оттук и името на вида - "глава със синус"), където животните "съхраняват" въздуха, когато се потапят във вода - и същата кухина вероятно отразява звуци, идващи отстрани на лицето. Също така забележителна е костта около носните отвори, подобна на радарна антена, която също може да отразява звука и да подобрява качеството на ехолокацията. „Анатомията на черепа е много необичайна. Никога не съм виждал нещо подобно в който и да е кит – нито жив, нито изкаменен“, казва Гайслер.
Изследването на черепите на Squalodon предполага първичната поява на ехолокация при този вид китове. Squalodon е живял от ранния среден олигоцен до средата на миоцена, преди около 33-14 милиона години, и е имал редица характеристики, подобни на съвременните зъбати китове. Например, силно сплесканият череп и изпъкналите челюстни арки са най-характерни за съвременните Odontoceti. Въпреки това, възможността съвременните делфини да произлязат от Сквалодон се смята за малко вероятна, въпреки че Сквалодон дава представа за ранната еволюция на китовете.
Сквалодон
В тази публикация няма да разглеждам подробно въпроса за появата и развитието на ехолокацията при зъбатите китове, в противен случай ще трябва да напиша цяла научна работа тук и да разгледам много гледни точки по този въпрос. Като цяло можем да кажем, че най-новите фосилни останки от китоподобни отново блестящо потвърдиха правилността на дарвинизма - учението за еволюцията. Бъдещите открития ясно ще докажат правилността на тази теза, както на примера с еволюцията на китовете, така и на други групи живи организми.
Постепенно изместване на носните синуси към задната част на главата при китовете
Интересно е, че през ноември 2006 г., край бреговете на Япония, афалина с недоразвити задни крайници, но ясно видими отвън, беше уловена жива. Снимката му вероятно обиколи всички новинарски емисии. Този атавизъм най-добре показва, че предците на китовете са живели на сушата.
Съвременна реконструкция на Левиатан, гигантски зъбат кит, също е разработена:
Дърво на китове
12 август 2014 г
Еволюцията и произходът на китоподобните дълго време остава загадка за палеонтолозите. Поради оскъдността на вкаменелостите, въпросът за произхода на китовете е причина за ожесточени спорове между креационистите и учените, които защитават доктрината за еволюцията. Фосилни останки, които хвърлят светлина върху развитието и формирането на тази удивителна група животни, бяха много редки до съвсем скоро. Несъмнено съвременните китове са вторични водни бозайници - в процеса на еволюцията техните предци първо са излезли от водата, давайки началото на земноводни и влечуги, а след това са се върнали във водата като бозайници. Това се е случило преди приблизително 50-55 милиона години, в късния палеоцен-еоцен.
Въпреки че е трудно да се повярва, когато се гледа съвременен син кит, всички китоподобни, включително китове, делфини и морски свине, са потомци на сухоземни бозайници от артиодактилния ред (разбира се, не съвременни, а древни копитни).
Преди това традиционните възгледи за еволюцията на китоподобните бяха, че техните най-близки роднини и вероятно предшественици са мезонихии - изчезнал разред хищни копитни животни, които приличаха на вълци с копита вместо нокти и бяха сестринската група на парнокопитните. Тези животни имаха зъби с необичайна конична форма, подобни на зъбите на китоподобните. По-специално, поради това учените отдавна вярват, че китоподобните са произлезли от някакъв вид мезонихия на предците. Новите молекулярно-генетични данни обаче показват, че китоподобните са близки роднини на парнокопитните, по-специално на живите хипопотами. Въз основа на тези данни сега се предлага дори да се включат китоподобните в разреда Artiodactyla и се предлага името „Cetartiodactyla“ за монофилетичния таксон, който включва тези две групи. Въпреки това, най-старите известни фосилни останки от Anthracotherium, предшественика на хипопотамите, все още са няколко милиона години по-млади от възрастта на Pakicetus, най-стария известен предшественик на китовете.
Основна схема на еволюцията на кита
Ухото ще ти каже всичко
По време на експедицията на американския палеонтолог Филип Джинджириш (P. Gingerish) в Пакистан учените получиха много интересен материал. Те търсили останки от еоценски сухоземни бозайници на места, където вече били открити, но се натъкнали само на морски организми. Преди около 50 милиона години тази област съдържаше променящата се брегова линия на древното море Тетис, което разделяше Евразия и Африка през по-голямата част от еоценския период. Сред останките от риби и миди палеонтолозите откриха два фрагмента от тазови кости, които очевидно принадлежат на относително големи „ходещи“ животни. По същото време в друга част на Пакистан е открита челюстта на примитивен артиодактил.
Две години по-късно друга странна находка е открита от експедицията на Джинджириш в Северен Пакистан. Беше парче от черепа на странно създание с размерите на вълк. Наблизо са открити останки от други бозайници, този път сухоземни, живели преди около 50 милиона години. Черепът на намереното неизвестно животно обаче имаше характеристики, които наподобяваха някои детайли от структурата на слуховата система на съвременните китоподобни.
Пакицетус
Нека ви напомним, че звуковите вълни се разпространяват по различен начин във водата и въздуха. Китовете, които живеят днес, нямат външно ухо, а слуховият канал, водещ до средното ухо, е или изключително стеснен, или изобщо липсва. Тъпанчето е удебелено, неподвижно и не изпълнява функциите, характерни за сухоземните животни. При китовете те се поемат от така наречената слухова була – специално костно образувание, изолирано от синусите. Булата в черепа на неизвестно животно, открита от Джинджириш, въпреки че не беше наистина „подобна на кит“ и очевидно не можеше да осигури добър подводен слух, въпреки това се отличаваше с доста характерни промени. Оказа се, че това същество - наречено Pakicetus на мястото, където е намерено - може да бъде една от първите еволюционни стъпки по пътя на прехода от сухоземни животни към китоподобни. В същото време може да се предположи, че мистериозният звяр също е имал нормално функциониращо тъпанче, което му позволява да възприема звуците, пътуващи във въздуха - досега той прекарва не по-малко време на сушата, отколкото във водата. Структурата на скелета на Pakicetus още веднъж потвърди, че китовете не са преки потомци на мезонихидите. Напротив, предците на китовете се отделиха от артиодактилите и преминаха към воден начин на живот, след като самите артиодактили се отделиха от общите си предци с мезонихидите. По този начин протокитоподобните са били ранни форми на артиодактили, които са запазили някои характеристики, характерни за мезонихидите (коничната форма на зъбите), загубени от съвременните артиодактили. Интересното е, че най-ранните предшественици на всички копитни бозайници вероятно са били отчасти месоядни или всеядни „чистачи“.
Pakicetus са били копитни животни и понякога са класифицирани като ранни китове. Те са живели на територията на днешен Пакистан (оттук и името „пакистански кит“) в ранния еоцен, преди около 50 милиона години. Беше животно, което на външен вид приличаше на куче, но с копита на пръстите и дълга тънка опашка. Първоначално се предполагаше, че ухото на Pakicetus е добре приспособено за живот под вода, но както показаха по-нататъшни изследвания, ушите на Pakicetus са подходящи само за въздушна среда и ако ухото на Pakicetus наистина е прародител на китовете, способността да чуват под вода беше по-късна адаптация на вече съществуващ слухов апарат. Според американския палеонтолог Ханс Теуисен зъбите на Pakicetus вече приличат на зъбите на изкопаеми китове.
Друга реконструкция на Pakicetus - "с коса"
Thewissen също така откри, че подобна структура на ухото се наблюдава във вкаменелостите на друго необичайно същество - малкото животно Indohyus, подобно на елен. Indohyus (буквално „прасе на Индия“) е малко (с размер на котка) същество с крехка конструкция, чиито останки са открити в Кашмир (Индия). Най-често се сравнява със съвременния африкански воден елен; приликата се нарушава само от дългата опашка, обща характеристика на различни групи примитивни бозайници от ранния кайнозой. Възрастта на това същество се оценява на 48 милиона години. Indohyus е класифициран като член на семейство Raoellidae - примитивни парнокопитни. Счита се за член на сестринската група на ранните китоподобни въз основа на структурните характеристики на същия регион на ухото. Слуховата була на Indonychus, образувана от тимпаничната кост, също е много необичайна по форма и демонстрира структурни характеристики, характерни за най-древните китове, открити малко преди това, и по-специално за същия Pakicetus. Това малко тревопасно животно, с размерите на домашна котка, имаше някои характеристики, които го доближаваха до китовете и показваха адаптация към водната среда. Те включват дебела и тежка костна черупка, напомняща на костната черупка на някои съвременни полуводни животни като хипопотами, която помага за намаляване на плаваемостта и в резултат на това ви позволява да останете под водата. Това предполага, че Indohyus, подобно на съвременния воден елен, се е гмуркал под водата, за да се скрие от хищник. Така в останките му има повишено съдържание на кислородния изотоп 18O, което показва воден начин на живот. Съдържанието на въглероден изотоп 13C обаче предполага, че рядко се захранва с вода. Въпреки това е също толкова вероятно храната му да се състои от висши водни растения (цъфтящи растения). Във всеки случай, съдейки по изотопния състав на зъбния емайл, Indohyus вероятно не е част от хранителни вериги, базирани на сладководен фитопланктон, образуван от водорасли, а не от висши растения.
Индохюс
"Крокодил сред бозайниците"
Най-забележителният от древните китове е добре познатият Ambulocetes, известен от еоцена на Пакистан. Външно този бозайник приличаше на триметров крокодил.
„Чудовището, лежащо неподвижно във водата сред мангровите гори, забеляза плячката си - животно с подходящ размер, което беше дошло да пие. С няколко енергични тласъка на задните си крака то се приближи до брега, заби мощните си зъби в тялото на жертвата и се оттегли обратно във водата. Когато животното, здраво стиснато в челюстите си, неспособно да диша, спря да бие, хищникът изпълзя на брега, за да започне храненето си на твърда земя. На пръв поглед чудовището приличаше на крокодил - с къси крака, масивна опашка, дълга издължена муцуна и високо разположени очи, изпъкнали над повърхността на главата. Но тялото му беше покрито не с черупкови пластини, а с козина, краката му завършваха не с нокти, а с нещо подобно на копита, а зъбите му бяха зъби на животно, а не на влечуго...” - така амбулоцетус , един от първите китове, изглежда в съзнанието на палеонтолозите.
Земята през средния еоцен - преди 50 милиона години
Ambulocetus беше полуводно животно: задните му крака бяха по-подходящи за плуване, отколкото за ходене по сушата. Вероятно е плувал, извивайки тялото си във вертикална равнина, като съвременните видри, тюлени и китове. Предполага се, че амбулоцетидите са ловували като съвременните крокодили, причаквайки риби и животни, които идват да пият. В челюстта на амбулоцета вече е имало началото на канал, характерен за китовете, провеждащ звука към ухото. Поставяйки долната си челюст на земята - както правят крокодилите - Ambulocetus "локализира" движението на потенциалните си жертви по брега.
Близки роднини на Ambulocetidae са Remingtonocetidae. Представителите на това семейство бяха по-малки по размер, имаха по-удължена муцуна и бяха по-добре приспособени към подводния живот. Предполага се, че начинът им на живот е наподобявал съвременните видри, ловуващи риба от засада.
Представителите и на двете групи имаха ноздри, разположени в края на муцуната, като тези на сухоземните бозайници.
Най-близките роднини на китовете днес са хипопотами
Струва си да се отбележат важни промени в черепа по време на еволюцията на китоподобните - движението на очните кухини от горната (както при крокодилите) позиция при Pakicetus и Ambulocetus към страните на главата, както при протоцетидите и съвременните китове. Ноздрите се преместиха от горната част на муцуната при Pakicetus до горната част на главата (дупката) при съвременните китове. Зъбите станаха прости и монотонни - приспособени само за задържане, а не за дъвчене на плячка. При въсатите китове те изчезнаха напълно; тяхната „китова кост” - рогови плочи, по никакъв начин не са свързани със зъби.
Анализът на изотопния състав на кислородните атоми, присъстващи в зъбите на изкопаеми китове, ни позволява да направим изводи дали са живели в прясна или морска вода - последната съдържа голяма част от изотопа 18O. Оказа се, че тялото на pakicetus получава само прясна вода, ambulocetus може да живее както в прясна, така и в солена вода, а protocetids вече са истински морски животни.
Амбулоцет. Ясно се вижда "крокодилската" форма на скелета
"Протокити"
Протоцетидите образуват голяма и разнообразна група, известна от находки в Азия, Европа, Африка и Северна Америка. Това семейство включва голям брой родове, някои от които са доста добре проучени (например Rhodocetus, известен от терциерните отлагания на Белуджистан). Всички известни протоцетиди имаха добре развити предни и задни крайници, които можеха да поддържат тялото на земята; Те вероятно са водили амфибиотичен начин на живот, живеейки както във водна среда, така и на сушата. Все още не е ясно дали протоцетидите са имали опашна перка, както съвременните китоподобни, но е очевидно, че са били добре приспособени към водния начин на живот. Например, сакрумът - частта от гръбначния стълб, към която е прикрепен тазът - при Rhodocetus се състои от пет отделни прешлена, докато прешлените в сакрума на сухоземните бозайници са слети. Носните отвори на протоцетидите се преместиха още по-нагоре по муцуната - това е първата стъпка към ноздрите, разположени на върха на главата на съвременните китоподобни. Версията за амфибийната природа на протоцетидите се подкрепя от откритието на бременна женска Майацети с вкаменен плод, обърнат към изходния отвор с глава. Това предполага, че Mayacet е родила на сушата - в противен случай малкото е имало шанс да се задави.
Kuthicetus
Произходът на ранните китове от копитни животни е показан от такива характеристики като например наличието на копита в краищата на пръстите на Rhodocet. При това китоподобно костите на долния преден крайник са били компресирани и вече са приличали на плавници, а дългите, деликатни крака може да са били с ципести. Лигаментите между прешлените, които образуват сакрума, са отслабени при Rhodocetus, което позволява на гръбнака да се огъва, за да създаде вълнообразни вертикални движения на опашката. Според Джинджъриш, то плувало „като куче“ на повърхността и се движело под водата чрез комбиниране на тласъците на задните си крака с форма на гребло и опашка. Най-вероятно това животно все още не е скъсало напълно със сухоземната среда и периодично е излизало на сушата, където се е движело на ритници, като съвременните уши тюлени. Като цяло през еоцена китоподобните направиха рязък скок в морфологичните промени: от четириноги сухоземни животни те се превърнаха в напълно водни форми, напълно различни на външен вид от своите наземни предци и роднини. Възможна причина за това явление е липсата на конкуренти в новото местообитание.
Родоцетус
Ремингтоноцет
Навън към океана
От протоцетидите произлиза напълно „подобният на делфин” Дорудон, възможните предци на базилозаврите и съвременните китове, които постепенно се заселват във всички морета на земното кълбо.
Basilosaurus (открит през 1840 г. и първоначално смятан за влечуго, оттук и името „рептил“) и Dorudon са живели преди приблизително 38 милиона години и са били чисто морски животни. Basilosaurus е бил толкова голям, колкото големите съвременни китове, понякога достигайки 18 метра дължина. Дорудонтидите бяха малко по-малки, до 5 метра.
Във връзка с прехода към чисто воден начин на живот базилозаврите изпитват деградация на задните крайници - въпреки че са добре оформени, те са малки и вече не могат да се използват за движение. Въпреки това, може би те са изиграли спомагателна роля по време на чифтосване. Тазовите кости на базилозавридите вече не са свързани с гръбначния стълб, както беше при протоцетидите.
Георгиацет
Подобно на съвременните китове, рамото на Dorudon и Basilosaurus остава подвижно, а лакътят и китката образуват предната перка. Въпросът кога точно китовете най-накрая са загубили задните си крайници обаче остава открит. Например, истински въсен кит, чиито останки наскоро бяха открити в слоеве на възраст 27 милиона години, все още имаше добре оформени крака.
В опашната област на Дорудон имаше закръглен прешлен, подобен на този, открит при съвременните китове, в основата на опашната перка. Така че може би Дорудон и Базилозавър вече са имали напълно подобна на кит перка на опашката.
Дорудон
Междувременно тези китове все още не са били „истински китове“. Луо (Zhe-Xi Luo), палеонтолог и служител на Музея по естествена история в Питсбърг, показа, че при базилозаврите и дорудонтите - първите напълно водни китове - слуховата система по структура вече е била доста близка до слуховата система на съвременните китове. . Въпреки всички прилики със съвременните китове, базилозавридите и дорудонтидите нямаха предната мастна изпъкналост, така наречената пъпеш, която позволява на съществуващите китоподобни да използват ефективно ехолокацията. Мозъците на базилозавридите са сравнително малки, което предполага, че те са били самотници и не са имали толкова сложна социална структура като някои съвременни китоподобни.
Базилозавър
Появата на "китова кост"
Уатите китове са уникални за китовете, но зъбатите китове, въпреки че им липсват, все пак също са китове. Следователно тази характеристика не може да се счита за фундаментална: тя е специфична адаптация на една група китоподобни. По време на олигоценския период след еоцена морското равнище спада. „Прото-Индия“ се свързва с Азия (резултатът от този „сблъсък“ е появата на Хималаите), а Австралия и Антарктида се отдалечават една от друга, което води до образуването на широк, свободен пръстен от морета в южното полукълбо . Появи се южно циркумполярно течение и започна да се образува ледена черупка. Това създава нови условия за бозайниците, живеещи в моретата, което според някои експерти е довело до появата на съвременните подразреди - китове и зъбати китове. Най-старата известна преходна форма между тях и древните археоцети е Llanocetus, първичен въсан кит, открит в антарктически седименти на възраст около 34 милиона години. Очевидно той лесно би могъл да се храни с крил. Зъбатите китове, според експертите, са възникнали приблизително по същото време, развивайки способността за ехолокация, което прави възможно активния лов в дълбините.
Достъп до сушата и достъп до океана
За съжаление находките на останки от първите представители на двата съвременни ордена са изключително редки. По-ниските нива на морето през олигоцена изсушиха крайбрежните райони, които може да са съдържали тези останки, и те бяха унищожени. Но разкопките в по-късните слоеве показват, че малко по-късно, преди 30 милиона години, истинските китове и зъбати китове са били представени от няколко семейства.
Преди три години, през 2011 г., учените откриха вкаменени останки на един от най-старите усати китове, който се оказа „липсващото звено“ в еволюцията на въсатите китове. Изследователите са открили, че огромните, еластични челюсти на сините китове и техните събратя са еволюирали от по-твърди структури.
На горните челюсти на китовете има няколкостотин рогови пластини, които действат като филтър, който отсява планктона от водата, влизаща в устната кухина на животното. Китовете поемат много голямо количество вода в устата си, като отварят широко устата си поради факта, че нямат твърда връзка между двете половини на долната челюст. Освен това почти всички китоподобни имат много широк череп, което допълнително увеличава възможния максимален обем вода, постъпваща в устата. Благодарение на техния начин на хранене китовете успяха да се развият до такива впечатляващи размери.
Janjucetus hunderi - един от първите усати китове
Учените не знаят точно каква е последователността на появата на тези две характерни черти - голям череп и гъвкави челюстни стави. Авторите на новата работа са описали костите на древния китоподобен "Janjucetus hunderi", който е живял в океаните на Земята преди около 25 милиона години, и нови доказателства подкрепят хипотезата, че китовете първоначално са развили широк череп.
„Ранните усати китове нямаха една от характеристиките на всички живи (и повечето изкопаеми) усати китове – свободна става на долната челюст“, отбелязва авторът на изследването Ерих Фицджералд от музея Виктория (Австралия). „Без него днешните усати китове просто не биха могли да се хранят по начина, по който са свикнали.“
Ученият има предвид следното: китът отваря долната си челюст под много голям ъгъл; Еластичната тъкан, прикрепена към челюстта, се разтяга, позволявайки на животното да поеме огромно количество вода в устата си. Плочите на китовата кост, израстващи от горната челюст, действат като вид сито, което филтрира крила, основния източник на храна.
Новите останки принадлежат на вида "Janjucetus hunderi", който е живял преди около 25 милиона години край бреговете на Австралия и вероятно е бил около три метра дълъг, тоест с размера на средностатистически делфин. Той беше украсен с големи зъби за улавяне и смачкване на плячка, което го правеше много различен от днешните усати китове с техните подобни на коса зъби. Освен това, както вече споменахме, долната му челюст не можеше да се отвори толкова широко.
Въпреки това Дж. Hunderi" е бил усати кит, тъй като е имал редица адаптации, характерни за този подразред. Например, това е широка горна челюст, което показва, че голяма уста се е появила преди възможността за филтриране. Две половини на долна челюст „Й. Хундери“ са били здраво свързани помежду си и не са позволявали на древния морски бозайник да отвори много широко устата си. В същото време горните челюсти на животното изглеждаха типични за съвременните китоподобни, а самият череп беше много широк. Учените смятат, че „Дж. Хундери” не филтрира постъпващата вода, като я изтласква в обратна посока от устата, а я поглъща заедно с плячката, която е там.
Сред съвременните големи китове, кашалотът предоставя, колкото и да е странно, възможността да се отговори на въпроса как китовете са преминали към филтърен тип хранене. Обикновено в популярната литература кашалотът се изобразява как похапва гигантски калмар. Но това, макар и добре известно, далеч не е толкова често срещана плячка. Естествено, в китоловните станции, при разрязването на кашалоти, такива мекотели бяха извадени от стомасите им. Но също така е известно, че голям брой сравнително малки калмари и риби често се намират в стомасите на кашалотите. Дори ако рибата понякога достига метър дължина, тя все още е малка в сравнение с многотонния кашалот. Съвременните зъбати китове често се хранят с малки риби и калмари, просто ги смучат в устата си. Клюните китове имат значително намалени зъби - понякога само до два големи зъба, които очевидно не са пригодени за хващане на плячка като риба и калмари.
Синият кит няма зъби
При най-ранните усати китове („балени“ поради тяхната скелетна анатомия, а не поради наличието на усати китове) зъбите се срещат доста рядко на челюстите. Може да се предположи, че те постепенно са загубили функцията за улавяне и директно задържане на плячка и са служили по-скоро за „заключване“ на устата. Между другото, в съвременната китова акула малките зъби изпълняват точно тази роля. Първоначалната плячка на прото-усаните китове най-вероятно е била доста голяма и малките риби са успели да се промъкнат между зъбите на хищника. Не се усмихвайте: съвременната херинга също има реален шанс да се изплъзне дори от много по-напредналия филтриращ апарат на гърбатия кит. Всъщност по този начин съвременният тюлен крабояд (Lobodon) улавя плячка, малки плуващи ракообразни, чиито зъби са придобили специфична форма, станали многовърхи и плоски.
Канадският изследовател Едуард Д. Мичъл беше изненадан от необичайната структура на зъбите на кита Llanocetus: те седяха в челюстите с големи празнини, имаха плитки корени и дълбоки канали на короната, разделящи зъба на остриета. Популярна статия, в която се говори за откриването на това животно, се казва „Древният кит се усмихна като сито“. Това е ясно доказателство, че първите усати китове са използвали зъбите си, за да затворят изхода от устата си за малки хранителни предмети, които са грабвали по няколко наведнъж. В процеса на еволюция китовете развиват адаптация, която едновременно позволява на водата да излиза свободно от устата на животното, но по-ефективно задържа малки риби, ракообразни или калмари, които се озовават в устата на кита. Ключът към разбирането на по-нататъшните промени в ловния апарат на китоподобните също идва от знанието за „развалените“ гени, отговорни за развитието на зъбите, открити в генома на съвременните китове. С по-нататъшното развитие на китовата кост наличието на зъби постепенно се превърна в неутрална характеристика и мутанти с „развалени“ гени, отговорни за развитието на зъбите, не се различаваха по отношение на успеха на оцеляването от китовете с непокътнати гени, които израснаха с анатомично пълни зъби. Впоследствие изчезването на зъбите премахна анатомичните ограничения върху развитието на по-усъвършенстван филтриращ апарат.
Llanocetus
Ехолокация
Истинските зъбати китове (Odontocetes) извършват ехолокация, като произвеждат поредица от щракания с различна честота. Звуковите импулси се излъчват през предния пъпеш, отразяват се от обекта и се записват през долната челюст.
Ехолокация- система за ориентация в пространството чрез забавяне на връщането на отразена звукова вълна - появила се в прародителя на съвременните делфини и зъбати китове преди повече от 28 милиона години. Доцентът от Нюйоркския технологичен институт Джонатан Гайслер проведе проучване на изкопаемия вид Cotylocara macei, открит близо до Чарлстън, Южна Каролина. „Най-важните констатации от нашето изследване се отнасят до еволюцията на ехолокацията и сложната анатомия, която позволява тази способност. Възникна около същата епоха, когато китовете се диверсифицираха – различни размери на тялото и мозъка, различни модели на хранене“, казва Гайслер.
Зъбатите китове, делфините и морските свине издават високочестотни звуци през затворена зона в носните канали, зад дупката - докато всички други бозайници (включително хората) издават звуци в ларинкса. При зъбатите китове механизмът е много сложен - това са много мускули, въздушни кухини и мастни слоеве, притиснати в малка част от лицето. Палеонтолозите смятат, че такава сложна система се е развила постепенно, стъпка по стъпка.
Cotylocara macei - един от първите китове с развита ехолокация
Според Гайслер китът "Cotylocara macei" е бил способен на ехолокация. „Плътните кости и въздушните синуси на черепа му помогнаха да се фокусират звуците му в един звуков поток, което позволи на кита да търси храна през нощта или в мътна вода“, казва ученият.
Чрез сравнителен анализ Гайслер и колегите му установиха, че Cotylocara принадлежи към изчезнало семейство китове, което се е отделило от другите китоподобни преди най-малко 32 милиона години. Изглежда, че рудиментарна форма на ехолокация се е развила в общия прародител на Cotylocara и други зъбати китове преди приблизително 35-32 милиона години.
"Cotylocara" се отличават с редица уникални анатомични особености, включително дълбока кухина на върха на главата (оттук и името на вида - "глава със синус"), където, когато се потапят във вода, животните "се съхраняват " въздух - и същата кухина вероятно отразява звуци, идващи отстрани на лицето. Също така забележителна е костта около носните отвори, подобна на радарна антена, която също може да отразява звука и да подобрява качеството на ехолокацията. „Анатомията на черепа е много необичайна. Никога не съм виждал нещо подобно в нито един кит, нито жив, нито изкаменен“, казва Гайслер.
Изследването на черепите на Squalodon предполага първичната поява на ехолокация при този вид китове. Squalodon е живял от ранния среден олигоцен до средата на миоцена, преди около 33-14 милиона години, и е имал редица характеристики, подобни на съвременните зъбати китове. Например, силно сплесканият череп и изпъкналите челюстни арки са най-характерни за съвременните Odontoceti. Въпреки това, възможността съвременните делфини да произлязат от Сквалодон се смята за малко вероятна, въпреки че Сквалодон дава представа за ранната еволюция на китовете.
Сквалодон
В тази публикация няма да разглеждам подробно въпроса за появата и развитието на ехолокацията при зъбатите китове, в противен случай ще трябва да напиша цяла научна работа тук и да разгледам много гледни точки по този въпрос. Като цяло можем да кажем, че най-новите фосилни останки от китоподобни отново блестящо потвърдиха правилността на дарвинизма - учението за еволюцията. Бъдещите открития ясно ще докажат правилността на тази теза, както на примера с еволюцията на китовете, така и на други групи живи организми.
Постепенно изместване на носните синуси към задната част на главата при китовете
Интересно е, че през ноември 2006 г., край бреговете на Япония, афалина с недоразвити задни крайници, но ясно видими отвън, беше уловена жива. Снимката му вероятно обиколи всички новинарски емисии. Този атавизъм най-добре показва, че предците на китовете са живели на сушата.
Съвременна реконструкция на Левиатан, гигантски зъбат кит, също е разработена:
Оригиналната статия е на уебсайта InfoGlaz.rfВръзка към статията, от която е направено това копие -Мъртъв кит на брега е тъжна гледка, която принуждава човек да се опита да разбере причината за смъртта на такова масивно и красиво животно. Ами ако не е един кит, а два, пет, десетки?
Масовото засядане на китове на брега е една от трагичните и интригуващи мистерии на природата, над която много учени все още са озадачени и до днес. Тъжната гледка на мъртвите тела на огромни животни в необичайна за тях среда предизвиква чувство на недоумение и съжаление. Какво кара основните обитатели на океанските простори да завършат живота си на пясъчния бряг и да умрат под парещата жега? Защо китовете се изхвърлиха на брега?
Например през февруари 2015 г. около 200 делфина бяха изхвърлени на брега в Нова Зеландия. Според учените такова масово явление не е наблюдавано повече от 10 години. Въпреки всички усилия на спасителите, само стотина души успяха да оцелеят.
Останалите са загинали от собственото си тегло и поради липса на вода. Въпреки че груповите емисии се наблюдават най-често при китове, повечето са сред дълбоководните видове.
Безкрайната водна шир е изпълнена с много звуци, повечето от които с естествен произход. Все по-често спокойният живот на океана се нарушава от шум, причинен от човека (от подводни двигатели, минно дело, военни тестове и риболов). В резултат на това делфините и китовете губят слуха си с почти 40%, когато са изложени на сонар.
Какво означава загуба на слуха (деликатният инструмент, който може да открие и най-малките вибрации във водата) за животно, чийто живот зависи от способността да чува? Подводните звукови капани дезориентират животните във водата, отклонявайки ги от обичайния им път, така че китовете и делфините, изгубени в космоса, плуват в плитка вода.
Твърде бързото изкачване на повърхността допринася за появата на декомпресионна болест, характерна за водолазите, при която поради рязко намаляване на налягането азотните мехурчета се натрупват в кръвта и увреждат вътрешните органи и кръвоносните съдове. Това предположение се потвърждава от учени, които са открили признаци на такова заболяване по време на аутопсии на мъртви животни. Според учените азотните мехурчета, съдържащи се в кръвта на китовете, могат да бъдат пряко повлияни от силни звуци от двигатели на подводници и експлозии. Под въздействието на звукови вълни мехурчетата, които бързо се разширяват и свиват, могат да се запушат, да повредят тъканите и да увредят нервната система.
Силните експлозии, освен че запушват кръвоносните съдове, могат да причинят разкъсване на органите на животните. Учените са наблюдавали този феномен (разкъсвания на белите дробове и кървене на вътрешните органи), когато са изследвали китове и делфини, изхвърлени на брега по време или след военни учения. Например през 1989 г. 24 кита са изхвърлени на брега близо до Канарските острови. Защо китовете се изхвърлиха на брега? Най-вероятно причината е непоносимият подводен шум, който буквално оглушава водните обитатели. Щетите, причинени от подводници, се изучават най-внимателно от американците, тъй като именно в тази страна военният комплекс е подложен на най-силен обществен натиск.
Китовете са били изхвърлени на брега още преди технологичната еволюция на човечеството и появата на подводниците. Какво в онези дни можеше да определи тази характеристика на обитателите на океаните? През 1950 г. 64 кита са изхвърлени на брега на остров Стронсей, а 5 години по-късно тук са загинали 66 делфина. Какво кара животните да избират този метод на смърт? Защо китовете се изхвърлиха на брега?
Според теорията на Маргарет Клиновски китовете мигрират всяка година към по-топли води, за да се чифтосват и да раждат малките си, след което се връщат обратно. Следваните маршрути до голяма степен зависят от магнитните полета, които са своеобразни ориентири. На места, където тези полета се колебаят най-много, китовете могат да загубят ориентацията си и да плуват в плитки води. Наблюдавано е, че китовете се появяват предимно веднага след слънчеви изригвания, които изкривяват магнитните линии.
Според една версия китовете са изхвърлени на брега поради променящите се климатични условия. Океанските течения носят студена вода от Антарктида, принуждавайки китовете да плуват в плитки води, за да се стоплят. В Австралия беше регистрирано засядането на над 80 кита, които буквално осеяха с телата си петкилометрова крайбрежна зона. Спасени са само 25 души.
Защо китовете се изхвърлиха на брега? Какво предизвика масовото самоубийство? Може би загуба на ориентация, която може да бъде нарушена от метеорологичните условия? При бурно време с пориви и силни ветрове може да възникне бурен прилив или т.нар. Животно, което плува твърде близо до сушата, може да остане там, без да се ориентира навреме, когато водата спадне.
Саморегулирането на числеността е друго предположение за масовото засядане на китовете на брега. Тази версия съществува, въпреки че броят на китовете в природата не е толкова голям, че да трябва да бъде намален.
Замърсяването на Световния океан, който постепенно се превръща в сметище с катастрофални размери, може да се счита за причина за масовото изхвърляне на китове на плажа. Специално натрупване на боклук, една пета от които са промишлени емисии и петролни отпадъци, се среща на бреговете на Хавайските острови. Това сметище, разположено в Тихия океан, е сравнимо по размер с континенталната част на Съединените щати. Естествено, такова огромно депо, чиято маса надхвърля 100 милиона тона, има отрицателно въздействие върху китоподобните. Въпреки че тези животни не са риби и за разлика от тях дишат въздух, а не разтворен кислород в замърсена водна среда, те могат да бъдат увредени от такива сметища чрез нараняване и излагане на петролни разливи.
Психическата хипотеза също е изтъкната като една от причините за масовото изхвърляне на китове на плажа. Китовете и делфините са социални животни, подчинени на влиянието на лидера. Ако последният загуби ориентация в пространството и поведе стадото в плитка вода, тогава животните, въпреки смъртната опасност, продължават да го следват.
Съществува инфекциозна теория за самоубийството на китоподобните, на която учените от цял свят сега обръщат специално внимание. Някои вируси, които заразяват бозайниците, влияят негативно на слуховата система на животните, причинявайки заболявания като менингит и енцефалит, причинявайки повреда на системата за ехолокация. След като загуби ориентация в космоса, китът (снимката може да се види в статията) започва да се задушава, така че се хвърля на брега, за да улесни дишането си.
Връщането към родната стихия само ще влоши настоящата ситуация. Преди това се смяташе, че китоподобните не са податливи на увреждащи вируси. Всъщност техни носители може да са пристанищните тюлени, храната на косатките.
Случайно кацнало на брега, животното може да изпраща сигнали за бедствие на своите събратя, които незабавно се втурват да спасят нещастника и попадат в същия капан, като също призовават за помощ.
