Bagi ahli biologi evolusi, telinga ikan paus adalah teka-teki yang pelik dan menarik. Mempelajari mereka semasa mereka berkembang dalam rahim boleh membantu kita memahami bagaimana mereka berkembang. Tetapi mengumpul janin ikan paus hari ini tidak dapat dipertikaikan kerana ikan paus memburu haram, dan para saintis terpaksa bergantung pada tali pengikat, yang tidak sering muncul wanita hamil.
Kandungan Terkait
- Paus Baleen Terawal yang Sakit
- Apa Paus Biru Mati Boleh Mengajar Kami Mengenai Kehidupan Di Lautan, Dan Mengenai Kami
- Bagaimana Dua Koboi Laser Diselamatkan Hari Ini
- Behind-the-Scenes With Curator Nick Pyenson: A Whale Fossil New
Jadi apabila penyelidik Smithsonian Maya Yamato pertama kali mempelajari koleksi 56 janin ikan paus yang dipelihara dalam alkohol di Muzium Nasional Sejarah Alam, dia menyusuri mereka ke makmal pengimbasan CT muzium. "Kami tidak akan dapat mendapatkan bahan semacam ini lagi, " kata Yamato, "Memandangkan mereka begitu berharga dan jarang, ia tidak wajar untuk membedah mereka."
Yamato, seorang rakan pasca doktoral yang bekerjasama dengan kurator fosil mamalia laut, Nicholas Pyenson, ingin melihat lebih teliti bagaimana telinga yang dihasilkan dalam janin ikan paus. Koleksi itu termasuk beberapa spesimen berusia 100 tahun, dengan kebanyakannya sejak zaman awal dan pertengahan abad ke-20, ketika operasi ikan paus komersial berkembang pesat. Pada tahun 1986, pemburuan ikan paus telah diharamkan oleh Suruhanjaya Ikan Paus Antarabangsa, dan walaupun beberapa spesimen dalam koleksi itu berasal dari penangkapan dan penyimpangan, banyak yang dikaitkan dengan pemburuan ikan paus pada zaman sebelumnya.
"Mereka unik kerana ada spesies yang tidak akan dapat mengumpul lagi, " kata Pyenson. "Dalam beberapa kes sama ada keadaan di mana mereka dikumpulkan tidak boleh direplikasi, atau organisma tidak ada di alam liar."
Kerana membedah mana-mana spesimen atau melakukan apa-apa pemeriksaan invasif bukan pilihan, Yamato menggunakan teknologi CT yang tidak invasif untuk memeriksa ciri-ciri yang sangat halus di dalam tengkorak ikan paus. Hasil kerja Yamato muncul dalam kajian baru hari ini dalam jurnal PLOS ONE . Apa yang didapati Yamato membantu mengesahkan apa yang dikatakan oleh fosil tentang bagaimana ikan paus membuat perubahan dramatik dari darat ke laut, dan bagaimana keluarga ikan paus terus berkembang ciri-ciri fizikal yang berbeza untuk menampung gaya hidup yang berbeza di dalam persekitaran bawah air mereka.
Maya Yamato (kanan) dan rakan sekerja membedah kepala paus sirip terdampar yang mati di Chesapeake Bay untuk memeriksa tisu lembut yang berkaitan dengan telinga. (Program Respons Stranding Virginia Aquarium) Cetaceans telah berkembang menjadi dua kumpulan yang berlainan: mereka yang mempunyai gigi dan mereka yang mempunyai baleen-struktur seperti ayak yang bristly dibuat daripada keratin. Paus-paus bernafas seperti ikan paus sperma, orcas dan lumba-lumba memburu dan menangkap mangsa di rahang gigi mereka, tetapi ikan paus baleen seperti humpbacks, blues dan paus bowhead air liut dan menyaringnya melalui baleen mereka untuk memerangkap ikan kecil dan krill.
Bukan sahaja mereka memberi makan dengan cara yang sama sekali berbeza, tetapi kedua-dua kumpulan ikan paus mendengar yang berbeza juga. Kumpulan memproses bunyi pada hujung yang bertentangan dengan skala frekuensi untuk pendengaran mamalia. Paus Baleen menggunakan bunyi frekuensi ultra rendah untuk berkomunikasi dengan jarak jauh. Mereka mendengar dan menyuarakan menggunakan frekuensi yang lebih rendah daripada yang digunakan oleh mana-mana mamalia tanah, walaupun gajah.
Paus bergigi, sebaliknya, mendengar dan menghasilkan bunyi dalam frekuensi yang lebih tinggi daripada kelawar kelabu kecil, mamalia tanah bertambah tertinggi. Ikan paus bergigi bergantung kepada keupayaannya untuk echolocation untuk menavigasi dan mencari mangsa.
Menggunakan imbasan CT pengumpulan ikan paus janin, Yamato dan Pyenson dapat mengesan perkembangan kedua-dua jenis paus yang sangat berbeza. "Jika Smithsonian tidak mempunyai pengimbas CT, dan ia tidak mempunyai koleksi mamalia marin terbesar di dunia, kajian ini mungkin tidak akan berlaku, " kata Yamato.
Dia dan Pyenson adalah ahli sains yang pertama untuk mengenal pasti "corong akustik" yang sedang berkembang di telinga spesimen janin. Telinga paus sepenuhnya dalaman. Mereka bergantung kepada tisu lemak yang berkaitan dengan corong akustik yang berbentuk kerucut, yang hanya terdapat di paus. Tepat bagaimana mereka bekerja belum difahami sepenuhnya. Dalam semua paus bergigi, corong akustik menghadap ke depan, tetapi di beberapa paus balin, corong itu berorientasi ke sisi kepala.
Pasukan penyelidikan menjadi kumpulan saintis pertama untuk mengenal pasti dan menggambarkan in situ pembangunan kawasan telinga khusus yang terdapat secara eksklusif di paus yang dikenali sebagai "corong akustik" (di atas: kerucut pink), suatu struktur yang dianggap sebagai komponen kritikal untuk lebih memahami bagaimana ikan paus baleen (bawah) dan paus bergigi (atas) dengar di persekitaran akuatik mereka. (Yamato M, Pyenson ND (2015)) Tahap awal perkembangan telinga pada janin sama dengan persamaan evolusi dari cetaceans dari nenek moyang mereka. Dan, lebih penting lagi, perbezaan dua kumpulan dari satu sama lain. Corong akustik berkembang sama, pada mulanya, di semua cetacea. Kemudian, apabila janin kedua-dua kumpulan berkembang, ia mengubah orientasi dan bentuk di otak, meniru proses evolusi.
"Kami mahu dapat mengesan semua struktur dalam telinga, " kata Yamato. "Pada janin awal, kita melihat struktur mamalia tipikal. Mereka lebih mirip dengan semua mamalia lain-untuk mendarat mamalia. Dengan kaedah yang tidak invasif untuk mengkaji spesimen-spesimen yang jarang ini, kita dapat memerhatikan bagaimana ramuan-ramuan mamalia tanah yang biasa ini disusun semula untuk membentuk telinga ikan paus moden. "
Maklumat semacam ini sukar diperoleh. Fetus purba tidak memelihara dengan baik dalam rekod fosil. Pyenson mengatakan terdapat hanya satu spesimen fosil yang diketahui dari ikan paus yang belum lahir. Oleh itu, mengkaji spesimen bersejarah ini yang merangkumi 15 spesies yang berbeza dari kedua-dua ikan paus bergigi dan balin adalah seperti membuka satu harta karun data. Kini, imbasan itu tersedia untuk komuniti saintifik, para saintis lain sudah mula menggunakannya untuk mengkaji ciri-ciri pembangunan paus lain.
"Bagaimana kita berkembang, terutamanya dalam utero, memberitahu kita banyak tentang bagaimana kita telah berkembang, " kata Pyenson. "Jadi melihat data janin boleh memberikan banyak jawapan dari segi bagaimana haiwan berkembang."
"Kajian semacam ini membantu untuk menggambarkan kepelbagaian yang luar biasa dan penyesuaian kehidupan di Bumi, " tambah Yamato. "Walaupun kita semua berasal dari leluhur yang sama, kita mempunyai strategi yang berbeza untuk menangani persekitaran yang sangat berbeza."
