حوت على الأرض. أول حوت يسير على طول حافة البحر. تطور الحوتيات من الأقزام إلى العمالقة. موطن الحوت

لطالما كان تطور الحوتيات وأصلها لغزًا لعلماء الحفريات. بسبب ندرة السجل الأحفوري ، كانت مسألة أصل الحيتان سببًا للنزاعات الشرسة بين الخلقيين وعلماء التطور. كانت الأحافير التي تلقي الضوء على تطور وتكوين هذه المجموعة المذهلة من الحيوانات نادرة جدًا حتى وقت قريب جدًا. لا شك أن الحيتان الحديثة هي ثدييات مائية ثانوية - في عملية التطور ، ترك أسلافهم الماء أولاً ، مما أدى إلى ظهور البرمائيات والزواحف ، ثم عادوا إلى الماء مرة أخرى كثدييات. حدث ذلك منذ حوالي 50-55 مليون سنة ، في أواخر العصر الباليوسيني الإيوسيني.

على الرغم من أنه من الصعب تصديق ذلك عند النظر إلى الحوت الأزرق الحديث ، فإن جميع الحيتان ، بما في ذلك الحيتان والدلافين وخنازير البحر ، هم من نسل ثدييات برية من رتبة أرتوداكتيل (بالتأكيد ليست حديثة ، ولكن ذوات الحوافر القديمة).

كانت الآراء التقليدية السابقة حول تطور الحيتانيات هي أن أقرب أقربائها وربما أسلافهم كانوا ميزونيشيا - وهو ترتيب منقرض من ذوات الحوافر المفترسة التي تشبه الذئاب ذات الحوافر بدلاً من المخالب وكانت مجموعة شقيقة من الأرتوداكتيل. كان لهذه الحيوانات أسنان ذات شكل مخروطي غير عادي ، تشبه أسنان الحوتيات. وبسبب هذا على وجه الخصوص ، لطالما اعتقد العلماء أن الحوتيات تنحدر من نوع من ميزونيشيا الأجداد. ومع ذلك ، تشير البيانات الوراثية الجزيئية الجديدة إلى أن الحيتانيات هي أقرباء ل Artiodactyls ، ولا سيما أفراس النهر الحية. بناءً على هذه البيانات ، يُقترح الآن حتى تضمين الحوتيات في ترتيب Artiodactyl ، ويقترح اسم "Cetartiodactyla" لتصنيف أحادي النمط يتضمن هاتين المجموعتين. ومع ذلك ، فإن أعظم عمر من البقايا الأحفورية المعروفة لأنثراكوثيرات ، أسلاف أفراس النهر ، لا يزال أصغر بعدة ملايين من السنين من عمر باكيسيتس ، أقدم أسلاف الحيتان المعروفة.

رسم تخطيطي أساسي لتطور الحيتان

تخبر الأذن كل شيء

خلال بعثة عالم الحفريات الأمريكي فيليب دجينغيريش (P. Gingerish) في باكستان ، تلقى العلماء مواد مثيرة للاهتمام للغاية. لقد بحثوا عن بقايا ثدييات برية في عصر الإيوسين في أماكن كانت موجودة فيها بالفعل ، لكنهم صادفوا كائنات بحرية فقط. منذ حوالي 50 مليون سنة ، تميزت هذه المنطقة بالساحل المتغير لبحر تيثيس القديم ، الذي كان يفصل بين أوراسيا وأفريقيا في معظم فترة الإيوسين. من بين بقايا الأسماك والرخويات ، وجد علماء الأحافير قطعتين من عظام الحوض ، من الواضح أنها تنتمي إلى حيوانات "ماشية" كبيرة نسبيًا. في الوقت نفسه ، تم اكتشاف فك أرتوداكتيل بدائي في جزء آخر من باكستان.

بعد ذلك بعامين ، تم اكتشاف اكتشاف غريب آخر في شمال باكستان بواسطة بعثة جينجيرش الاستكشافية. كانت قطعة من جمجمة مخلوق غريب بحجم الذئب. في الجوار تم العثور على بقايا ثدييات أخرى ، أرضية هذه المرة ، والتي عاشت قبل حوالي 50 مليون سنة. ومع ذلك ، فإن جمجمة الحيوان المجهول الذي تم العثور عليه لها سمات تشبه بعض تفاصيل بنية الجهاز السمعي للحيتانيات الحديثة.

باكسيتوس

تذكر أن الموجات الصوتية تنتشر بشكل مختلف في الماء والهواء. الحيتان التي تعيش في عصرنا ليس لها أذن خارجية ، والصماخ السمعي المؤدي إلى الأذن الوسطى إما ضيق للغاية أو غائب تمامًا. طبلة الأذن سميكة وغير متحركة ولا تؤدي الوظائف المميزة للحيوانات الأرضية. في الحيتان ، يتم الاستيلاء عليها بواسطة ما يسمى بالفقاعة السمعية - وهي تكوين عظمي خاص معزول بواسطة الجيوب الأنفية. الفقاعة في جمجمة حيوان غير معروف ، اكتشفها جينجيرش ، على الرغم من أنها لم تكن "حوتًا" حقًا ومن الواضح أنها لا تستطيع توفير سمع جيد تحت الماء ، إلا أنها اختلفت في تغيرات مميزة تمامًا. اتضح أن هذا المخلوق - الذي سمي على اسم مكان اكتشاف Pakicetus (Pakicetus) - يمكن أن يكون أحد الخطوات التطورية الأولى على طريق الانتقال من الحيوانات الأرضية إلى الحيتانيات. في الوقت نفسه ، يمكن الافتراض أن الوحش الغامض كان لديه أيضًا طبلة الأذن الوظيفية المعتادة ، والتي تسمح له بإدراك الأصوات المنقولة عبر الهواء - حتى الآن قضى وقتًا على الأرض لا يقل عن الوقت الذي يقضيه في الماء. أكد هيكل الهيكل العظمي pakiceta مرة أخرى أن الحيتان ليست من نسل مباشر من mesonychids. على العكس من ذلك ، انفصل أسلاف الحيتان عن أسلاف الأصابع وتحولوا إلى أسلوب حياة مائي بعد أن انفصل أسلاف الحيتان عن أسلافهم المشتركين مع mesonychids. وهكذا ، كانت الحوتيات البدائية أشكالًا مبكرة من أرتوداكتيلس التي احتفظت ببعض السمات المميزة لميزونيشيدات (الشكل المخروطي للأسنان) التي فقدتها الأرتوداكتيل الحديثة. ومن المثير للاهتمام ، أن الأسلاف الأوائل لجميع الثدييات ذات الحوافر ربما كانوا من الحيوانات آكلة اللحوم أو "الزبالين" ، آكلات اللحوم.

كانت Pakicetes ذوات الحوافر وتصنف أحيانًا على أنها حيتان مبكرة. لقد عاشوا في أراضي باكستان الحديثة (ومن هنا جاء الاسم - "حوت من باكستان") في أوائل عصر الأيوسين ، منذ حوالي 50 مليون سنة. لقد كان حيوانًا يشبه الكلب ظاهريًا ، ولكن بحوافر على أصابع قدمه وذيل طويل رفيع. في البداية ، كان يُفترض أن أذن Pakicet تتكيف جيدًا مع الحياة تحت الماء ، ومع ذلك ، كما أظهر المزيد من الأبحاث ، فإن آذان Pakicet مناسبة فقط لبيئة الهواء ، وإذا كان Pakicet هو بالفعل سلف الحيتان ، فإن القدرة لسماع ما تحت الماء كان تعديلًا لاحقًا للمعينات السمعية الموجودة. وفقًا لعالم الحفريات الأمريكي هانز ثيويسن ، فإن أسنان Pakicetus تشبه بالفعل أسنان الحيتان الأحفورية.

إعادة بناء باكيسيتا آخر - "بالشعر"

اكتشف Tewissen أيضًا أنه قد لوحظ وجود جهاز أذن مشابه في حفريات مخلوق آخر غير عادي - حيوان صغير يشبه الغزلان Indochius. Indochius (حرفيا "خنزير الهند") هو مخلوق صغير (بحجم القط) له بنية هشة ، تم العثور على بقاياه في كشمير (الهند). غالبًا ما تتم مقارنتها بغزلان الماء الأفريقي الحديث ؛ يتم كسر التشابه فقط من خلال ذيل طويل - سمة مشتركة لمجموعات مختلفة من الثدييات البدائية في أوائل حقب الحياة الحديثة. ويقدر عمر هذا المخلوق بحوالي 48 مليون سنة. يصنف Indochius كعضو في عائلة Raoellid (Raoellidae) - أرتوداكتيل بدائية. يعتبر ممثلاً للمجموعة الشقيقة فيما يتعلق بالحيتانيات المبكرة بناءً على السمات الهيكلية لنفس منطقة الأذن. الفقاعة السمعية للإندونيكوس ، المكونة من عظم الطبلة ، هي أيضًا غير عادية في الشكل وتوضح السمات الهيكلية المميزة لأقدم الحيتان التي تم اكتشافها قبل فترة وجيزة ، وعلى وجه الخصوص ، نفس باسيسيتوس. تمتلك هذه الحيوانات العاشبة الصغيرة - بحجم قطة منزلية - بعض الميزات التي تجعلها أقرب إلى الحيتان وتشير إلى التكيف مع البيئة المائية. وتشمل هذه القشرة العظمية السميكة والثقيلة ، التي تذكرنا بالصدفة العظمية لبعض الحيوانات شبه المائية الحديثة ، مثل أفراس النهر ، مما يساعد على تقليل الطفو ، ونتيجة لذلك ، يسمح لك بالبقاء تحت الماء. يشير هذا إلى أن Indochius ، مثل الغزلان المائية الحديثة ، غاص تحت الماء للاختباء من حيوان مفترس. لذلك ، في بقاياه ، يزداد محتوى نظير الأكسجين 18O ، مما يشير إلى نمط حياة مائي. ومع ذلك ، فإن محتوى نظير الكربون 13C يشير إلى أنه نادرًا ما يتغذى في الماء. ومع ذلك ، فمن المحتمل أيضًا أن يتكون طعامه من نباتات مائية أعلى (مزهرة). على أي حال ، بناءً على التركيب النظائري لمينا الأسنان ، لم يدخل Indohyus بالتأكيد سلاسل الغذاء ، التي تعتمد على العوالق النباتية في المياه العذبة التي تشكلها الطحالب ، وليس النباتات العليا.

إندوتشيوس

تمساح بين الثدييات

من أكثر الحيتان القديمة شهرة هو ambulocetus المعروف للكثيرين ، والمعروف من العصر الأيوسيني في باكستان. ظاهريًا ، بدت هذه الثدييات وكأنها تمساح بطول ثلاثة أمتار.

"الوحش ، راقدًا بلا حراك في الماء بين أشجار المانغروف ، لاحظ فريسته - وحشًا بحجم مناسب وصل إلى حفرة الري. مع بضع دفعات قوية من رجليه الخلفيتين ، اقترب من الشاطئ ، وأطلق أسنانه القوية في جسم الضحية وعاد إلى الماء. عندما توقف الحيوان ، المشدود بإحكام في فكيه ، غير قادر على التنفس ، عن الضرب ، زحف المفترس إلى الشاطئ لبدء تناول وجبة على أرض صلبة. للوهلة الأولى ، بدا الوحش وكأنه تمساح - بسيقان قصيرة وذيل ضخم وكمامة طويلة وعينان مرتفعان بارزان فوق سطح الرأس. ومع ذلك ، لم يكن جسده مغطى بصفائح الصدفة ، بل بالصوف ، ولم تنته ساقيه بالمخالب ، ولكن بشيء يشبه الحوافر ، وأسنانه كانت أسنان حيوان ، وليست زواحف ... "، - هكذا ambulocetus ، واحد من الأوائل ، يبدو من وجهة نظر علماء الحفريات. الحيتان.

الأرض في منتصف العصر الأيوسيني - منذ 50 مليون سنة

كان Ambulocetus حيوانًا شبه مائي: أرجله الخلفية تتكيف بشكل أفضل للسباحة أكثر من المشي على الأرض. ربما سبح ، ثني جسده في مستوى عمودي ، مثل ثعالب الماء الحديثة ، والفقمة والحيتان. يُفترض أن مركبات ambulocetids تصطاد مثل التماسيح الحديثة ، تتربص بالأسماك والحيوانات التي أتت للشرب. في فك ambulocetus ، كانت هناك بالفعل بداية قناة مميزة للحيتان ، والتي توصل الصوت إلى الأذن. وضع الفك السفلي على الأرض - كما تفعل التماسيح - قام Ambulocetus "بتحديد" الحركة على طول ساحل ضحاياها المحتملين.

كان الأقارب المقربون لـ Ambulocetus عبارة عن remingtonocetids. كان ممثلو هذه العائلة أصغر حجمًا ، وكان لديهم أنف ممدود وأكثر تكيفًا مع الحياة تحت الماء. من المفترض أنها تشبه ثعالب الماء الحديثة في أسلوب حياتها ، وهي تصطاد الأسماك من كمين.

في كلتا المجموعتين ، كانت الخياشيم موجودة في نهاية الكمامة ، كما هو الحال في الثدييات البرية.

أقرب أقرباء الحيتان اليوم هم أفراس النهر

تجدر الإشارة إلى التغييرات المهمة في الجمجمة أثناء تطور الحيتانيات - تحول تجاويف العين من الموضع العلوي (كما في التماسيح) في Pacicetus و Ambulocetus إلى جانبي الرأس ، كما هو الحال في protocetids والحيتان الحديثة. انتقلت الخياشيم من أعلى الخطم في Pacicetus إلى الجزء العلوي من الرأس (فتحة النفخ) في الحيتان الحديثة. أصبحت الأسنان بسيطة ورتيبة - تتكيف فقط مع الفريسة وليس مضغها. في حيتان البالين ، اختفت تمامًا ؛ "عظم الحوت" - الصفائح القرنية ، غير مرتبطة بالأسنان بأي شكل من الأشكال.

يسمح لنا تحليل التركيب النظائري لذرات الأكسجين الموجودة في أسنان الحيتان الأحفورية باستنتاج ما إذا كانت تعيش في مياه عذبة أو مياه البحر - والثاني يحتوي على نسبة كبيرة من نظير 18O. اتضح أن جسم pacicetus لم يتلق سوى المياه العذبة ، وكان بإمكان ambulocetus العيش في كل من المياه العذبة والمالحة ، وأن الكائنات الأولية كانت بالفعل حيوانات بحرية حقيقية.

امبولوسيت. شكل "التمساح" للهيكل العظمي واضح للعيان

"بروتوكيت"

تشكل البروتوسيتيدات مجموعة كبيرة ومتنوعة معروفة من الاكتشافات في آسيا وأوروبا وأفريقيا وأمريكا الشمالية. تضم هذه العائلة عددًا كبيرًا من الأجناس ، بعضها تمت دراسته جيدًا (على سبيل المثال ، Rhodocetus ، المعروف من رواسب التعليم العالي في بلوشستان). تمتلك جميع البروتوسيتيدات المعروفة أطرافًا أمامية وخلفية متطورة يمكنها دعم الجسم على الأرض ؛ من المحتمل أنهم عاشوا أسلوب حياة برمائي ، يعيشون في كل من البيئة المائية وعلى الأرض. لم يتضح بعد ما إذا كانت البروتوسيتيدات لها زعنفة ذيل ، مثل الحيتانيات الحديثة ، ولكن من الواضح أنها كانت تتكيف جيدًا مع نمط الحياة المائية. على سبيل المثال ، يتألف العجز - الجزء من العمود الفقري الذي يتصل به الحوض - في رودوسيت من خمس فقرات منفصلة ، بينما تلتحم الفقرات في عجز الثدييات البرية. لقد تحركت فتحات الأنف في البروتوسيتيد إلى أعلى من الخطم - هذه هي الخطوة الأولى نحو الخياشيم الموجودة أعلى فتحات أنف الحيتان اليوم. تم دعم النسخة حول الطبيعة البرمائية للبروتوسيتيدات من خلال اكتشاف أنثى حامل من Mayacet مع جنين متحجر ، وتحول رأسها نحو المخرج. هذا يشير إلى أن الماياسيتي ولدت على الأرض - وإلا فإن الشبل كان لديه فرصة للاختناق.

Cuthicetus

يتضح أصل الحيتان المبكرة من ذوات الحوافر من خلال ميزات مثل ، على سبيل المثال ، وجود الحوافر في نهايات أصابع الرودوسيت. في هذه الحوتيات ، كانت عظام الطرف الأمامي السفلي مضغوطة وتشبه الزعانف بالفعل ، وربما تكون الأقدام الطويلة الرقيقة مكشوفة. تم إضعاف الأربطة بين الفقرات التي تشكل العجز في Rhodocetus ، مما سمح للعمود الفقري بالثني لإنشاء حركات عمودية متموجة للذيل. وفقًا لجنجريش ، فقد سبح "كالكلب" على السطح ، وتحرك تحت الماء عن طريق الجمع بين دفعات الأرجل الخلفية والذيل التي تشبه المجداف. على الأرجح ، لم يكسر هذا الوحش تمامًا البيئة الأرضية وخرج دوريًا إلى الأرض ، حيث كان يتحرك في هزات ، مثل الفقمة الحديثة ذات الأذنين. بشكل عام ، خلال عصر الأيوسين ، حققت الحوتيات قفزة حادة في التغيرات المورفولوجية: من الحيوانات الأرضية ذات الأرجل الأربعة ، تحولت إلى أشكال مائية تمامًا ، مختلفة تمامًا في المظهر عن أسلافها الأرضية وأقاربها. أحد الأسباب المحتملة لهذه الظاهرة هو عدم وجود منافسين في الموطن الجديد.

رودوسيت

ريمنجتنوسيت

اخرج إلى المحيط

من البروتوسيتيدات ، كان هناك بالفعل دورودون "مثل الدلفين" (Dorudon) - أسلاف محتمل للبازيلوصورات والحيتان الحديثة ، والتي استقرت تدريجياً في جميع بحار الكرة الأرضية.

Basilosaurus (اكتشف في عام 1840 وكان يعتقد في البداية أنه من الزواحف ، ومن هنا جاء اسم "الزواحف") وعاش Dorudon منذ ما يقرب من 38 مليون سنة وكانت بالفعل حيوانات بحرية بحتة. كان Basilosaurus كبيرًا مثل الحيتان الحديثة الكبيرة ، وأحيانًا يصل طوله إلى 18 مترًا. كانت Dorudontids أصغر إلى حد ما ، حتى 5 أمتار.

فيما يتعلق بالانتقال إلى نمط الحياة المائية البحتة ، تُظهر الباسيلوصورات تدهورًا في الأطراف الخلفية - على الرغم من أنها جيدة التكوين ، إلا أنها صغيرة ولا يمكن استخدامها للحركة. ومع ذلك ، ربما لعبوا دورًا مساعدًا في التزاوج. لم تعد عظام الحوض للبازيلوصورات متصلة بالعمود الفقري ، كما كان الحال في البروتوسيتيدات.

جورجياسيت

مثل الحيتان الحديثة ، ظل كتف Dorudon و Basilosaurus متحركًا ، بينما شكل الكوع والمعصم الزعنفة الأمامية. ومع ذلك ، فإن السؤال حول متى بالضبط فقدت الحيتان أطرافها الخلفية أخيرًا لا يزال مفتوحًا. على سبيل المثال ، لا يزال حوت البالين الحقيقي ، الذي تم اكتشاف بقاياه مؤخرًا في طبقات عمرها 27 مليون سنة ، لديه أرجل جيدة التكوين.

في منطقة الذيلية من Dorudon ، كانت هناك فقرة مستديرة ، مماثلة لتلك الموجودة في الحيتان الحديثة عند قاعدة الزعنفة الذيلية. لذلك ، ربما كان لدى dorudons و basilosaurs بالفعل زعنفة ذيل حوت بالكامل.

دورودون

في غضون ذلك ، لم تكن هذه الحيتان "حيتان حقيقية" بعد. أظهر لو (Zhe-Xi Luo) ، عالم الحفريات في متحف التاريخ الطبيعي في بيتسبرغ ، أنه في basilosaurs و dorudonts ، أول حيتان مائية بالكامل ، كان النظام السمعي قريبًا جدًا من بنية النظام السمعي للحيتان الحديثة. ومع ذلك ، على الرغم من كل أوجه التشابه مع الحيتان الحديثة ، افتقرت basilosaurids و dorudontids إلى نتوء أمامي شحمي ، وهو ما يسمى البطيخ ، والذي يسمح للحيتان الموجودة باستخدام تحديد الموقع بالصدى بشكل فعال. كانت أدمغة الباسيلوصورات صغيرة نسبيًا ، مما يشير إلى أنها كانت منفردة ولم يكن لديها البنية الاجتماعية المعقدة لبعض الحيتانيات الحديثة.

باسيلوصورس

ظهور "عظم الحوت"

يعتبر البلين فريدًا بالنسبة للحيتان البالينية ، لكن الحيتان ذات الأسنان ، في حين أنها لا تمتلكها ، فهي مع ذلك حيتان. لذلك ، لا يمكن اعتبار هذه الميزة أساسية: إنها تكيف خاص لمجموعة واحدة من الحوتيات. خلال فترة Oligocene التي أعقبت العصر الأيوسيني ، انخفض مستوى سطح البحر. انضمت "بروتو إنديا" إلى آسيا (نتيجة هذا "الاصطدام" كان ظهور جبال الهيمالايا) ، وابتعدت أستراليا والقارة القطبية الجنوبية عن بعضهما البعض ، مما أدى إلى حلقة بحرية واسعة في نصف الكرة الجنوبي. نشأ تيار قطبي جنوبي ، وبدأت قشرة جليدية في التكون. أدى ذلك إلى خلق ظروف جديدة للثدييات التي تعيش في البحار ، والتي ، وفقًا لعدد من الخبراء ، أدت إلى ظهور حدود فرعية حديثة - الحيتان البالينية والأسنان. أقدم شكل انتقالي معروف بينها وبين البدائيات القديمة هو Llanocetus ، وهو حوت باليني بدائي موجود في رواسب أنتاركتيكا يبلغ عمره حوالي 34 مليون سنة. على ما يبدو ، يمكن أن تتغذى على الكريل. وفقًا للخبراء ، نشأت الحيتان ذات الأسنان في نفس الوقت تقريبًا ، مما أدى إلى تطوير القدرة على تحديد الموقع بالصدى ، مما جعل من الممكن الصيد بنشاط في الأعماق.

الهبوط والوصول إلى المحيط

لسوء الحظ ، فإن اكتشافات بقايا الممثلين الأولين للأوامر الحديثة نادرة للغاية. أدى انخفاض مستوى سطح البحر في أوليجوسين إلى تجفيف المناطق الساحلية التي يمكن أن تحتوي على هذه البقايا ، وتم تدميرها. لكن الحفريات في الطبقات اللاحقة تظهر أنه بعد ذلك بقليل ، قبل 30 مليون سنة ، تم تمثيل الحيتان البالينية الحقيقية والأسنان من قبل عدة عائلات.

قبل ثلاث سنوات ، في عام 2011 ، عثر العلماء على بقايا متحجرة لأحد أقدم حيتان البالين ، والتي تبين أنها "الحلقة المفقودة" في تطور عظم الحوت. وجد الباحثون أن الفكوك الضخمة المرنة للحيتان الزرقاء وإخوانهم تطورت من تكوينات أكثر صرامة.

يوجد على الفكين العلويين لحيتان البالين عدة مئات من الصفائح القرنية التي تعمل كمرشح يحجب العوالق من الماء الذي يدخل فم الحيوان. تأخذ الحيتان كمية كبيرة جدًا من الماء في أفواهها ، وتفتح أفواهها على مصراعيها نظرًا لعدم وجود اتصال صلب بين نصفي الفك السفلي. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك جميع الحيتانيات تقريبًا جمجمة عريضة جدًا ، مما يزيد من الحجم الأقصى المحتمل للماء الذي يدخل الفم. بفضل طريقتهم في التغذية ، تمكنت الحيتان من التطور إلى هذا الحجم المثير للإعجاب.

Janjucetus hunderi - أحد أوائل حيتان البالين

لا يعرف العلماء بالضبط ما هو تسلسل حدوث هاتين السمتين المميزتين - جمجمة كبيرة ومفصلة مرنة للفكين. وصف مؤلفو العمل الجديد عظام الحوتيات القديمة "Janjucetus hunderi" ، التي عاشت في محيطات الأرض منذ حوالي 25 مليون سنة ، وتدعم البيانات الجديدة الفرضية القائلة بأن الحيتان طورت في الأصل جمجمة عريضة.

قال مؤلف الدراسة إريك فيتزجيرالد من متحف فيكتوريا (أستراليا): "افتقرت حيتان البالين المبكرة إلى واحدة من السمات المميزة لجميع حيتان البالين الحية (ومعظم الأحفوريات) ، وهي المفصل الحر للفك السفلي". "بدونها ، لن تتمكن حيتان البالين اليوم ببساطة من الأكل بالطريقة التي اعتادت عليها."

يقصد العالم ما يلي: يفتح الحوت فكه السفلي بزاوية كبيرة جدًا ؛ يتم شد النسيج المرن المرتبط بالفك ، وهذا يسمح للحيوان بأخذ كمية كبيرة من الماء في فمه. تعمل ألواح عظام الحوت التي تنمو من الفك العلوي كنوع من الغربال الذي يقوم بتصفية الكريل ، وهو مصدر الغذاء الرئيسي.

تنتمي البقايا الجديدة إلى نوع "Janjucetus hunderi" ، الذي عاش قبل حوالي 25 مليون سنة قبالة سواحل أستراليا وكان على الأرجح حوالي ثلاثة أمتار ، أي بحجم دلفين عادي. تم تزيينها بأسنان كبيرة لالتقاط وطحن الفريسة ، مما جعلها مختلفة تمامًا عن حيتان البالين اليوم بأسنانها المشعرة. بالإضافة إلى ذلك ، كما ذكرنا سابقًا ، لم يستطع فكه السفلي أن يتأرجح على نطاق واسع.

ومع ذلك ، فإن J. Hunderi "كان حوتًا بالينيًا ، لأنه كان لديه عدد من التعديلات المميزة لهذا النظام الفرعي. على سبيل المثال ، هذا الفك العلوي عريض ، مما يشير إلى ظهور فم كبير قبل القدرة على التصفية. نصفي الفك السفلي "J. كانت Hunderi "مترابطة بشدة ولم تسمح للثدييات البحرية القديمة بفتح فمها على نطاق واسع جدًا. في الوقت نفسه ، بدا الفك العلوي للحيوان نموذجيًا للحيتانيات الحديثة ، وكانت الجمجمة نفسها واسعة جدًا. يعتقد العلماء أن J. لم يقم هنديري "بتصفية المياه الواردة ، ودفعها في الاتجاه المعاكس من الفم ، لكنها ابتلعتها مع الفريسة التي كانت هناك.

من بين الحيتان الكبيرة الحديثة ، يوفر حوت العنبر ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، فرصة للإجابة على سؤال حول كيفية تحول الحيتان إلى نوع ترشيح من الطعام. عادة في الأدبيات الشعبية ، يصور حوت العنبر على أنه يأكل الحبار العملاق. لكن هذا ، على الرغم من أنه معروف جيدًا ، ولكنه بعيد عن كونه فريسة شائعة. بطبيعة الحال ، في محطات صيد الحيتان ، عند قطع حيتان العنبر ، يتم استخراج هذه الرخويات من بطونهم. ولكن من المعروف أيضًا أنه غالبًا ما تم العثور على عدد كبير من الحبار والأسماك الصغيرة نسبيًا في معدة حيتان العنبر. حتى لو وصل السمك أحيانًا إلى متر واحد ، فإنه لا يزال صغيرًا مقارنة بحوت العنبر متعدد الأطنان. غالبًا ما تتغذى الحيتان ذات الأسنان الحديثة على الأسماك الصغيرة والحبار ، وذلك ببساطة عن طريق امتصاصها في أفواهها. في الحيتان ذات المنقار ، تقل الأسنان بشكل كبير - في بعض الأحيان فقط إلى أسنان كبيرة ، ومن الواضح أنها غير مهيأة للإمساك بالفريسة مثل الأسماك والحبار.

الحوت الأزرق ليس له أسنان

في أقدم حيتان البالين ("الحيتان البالينية" بدلاً من تشريح الهيكل العظمي ، وليس في وجود عظم الحوت) ، نادرًا ما تجلس الأسنان على الفكين. يمكن الافتراض أنهم فقدوا تدريجياً وظيفة الإمساك بالفريسة وحبسها مباشرة ، وعملوا بدلاً من ذلك على "قفل" الفم. بالمناسبة ، في سمكة قرش الحوت الحديثة ، تؤدي الأسنان الصغيرة مثل هذا الدور. كانت الفريسة الأولية لحيتان البلين على الأرجح كبيرة بما يكفي ، وكانت الأسماك الصغيرة قادرة على الانزلاق بين أسنان المفترس. لا تبتسم: فالرنجة الحديثة لديها أيضًا فرصة حقيقية للخروج من جهاز تصفية الحوت الأحدب الأكثر تقدمًا. في الواقع ، هذه هي الطريقة التي يمسك بها ختم السلطعون الحديث (Lobodon) الفريسة ، وهي قشريات صغيرة عائمة ، حيث اكتسبت الأسنان شكلًا معينًا ، وأصبحت متعددة الرؤوس ومسطحة. تفاجأ الباحث الكندي إدوارد دي ميتشل بالتركيب غير العادي لأسنان الحوت Llanocetus: فقد جلسوا في الفكين مع وجود فجوات كبيرة ، وجذور ضحلة وتجاويف عميقة على التاج ، وقسموا السن إلى فصوص. مقال شهير عن اكتشاف هذا الحيوان كان بعنوان "ابتسامة الحوت القديم مثل المنخل" ("ابتسامة الحوت القديم مثل الغربال"). وهذا تأكيد واضح على أن حيتان البالين الأولى استخدمت أسنانها لإغلاق الخروج من أفواهها أمام فرائسها الصغيرة التي تم الاستيلاء عليها بعدة قطع. في عملية التطور ، طورت الحيتان جهازًا يسمح للمياه في نفس الوقت بالخروج بحرية من فم الحيوان ، ولكنه أكثر فعالية في اصطياد الأسماك الصغيرة أو القشريات أو الحبار الذي انتهى به المطاف في فم الحوت. يأتي مفتاح فهم المزيد من التغييرات في جهاز اصطياد الحيتان أيضًا من معرفة الجينات "التالفة" المسؤولة عن تطور الأسنان الموجودة في جينوم الحيتان الحديثة. مع التطور الإضافي لعظم الحوت ، أصبح وجود الأسنان تدريجياً سمة محايدة ، ولم تختلف الطفرات ذات الجينات "المدللة" المسؤولة عن نمو الأسنان في نجاح البقاء على قيد الحياة من الحيتان ذات الجينات السليمة ، التي نمت أسنانًا كاملة تشريحيًا. في وقت لاحق ، أدى اختفاء الأسنان إلى إزالة القيود التشريحية على تطوير جهاز ترشيح أكثر تقدمًا.

يانوسيتوس

تحديد الموقع بالصدى

تحدد الحيتان ذات الأسنان الحقيقية (Odontocetes) تحديد الموقع بالصدى عن طريق إنشاء سلسلة من النقرات بترددات مختلفة. تنبعث نبضات صوتية من خلال الشمام الأمامي ، تنعكس من الجسم ، وتُسجل باستخدام الفك السفلي.

تحديد الموقع بالصدى- نظام التوجيه في الفضاء عن طريق تأخير عودة الموجة الصوتية المنعكسة - ظهر في سلف الدلافين الحالية والحيتان المسننة منذ أكثر من 28 مليون سنة. أجرى الأستاذ المساعد في معهد نيويورك للتكنولوجيا جوناثان جيسلر دراسة على الأنواع الأحفورية "Cotylocara macei" ، المكتشفة بالقرب من تشارلستون بولاية ساوث كارولينا. "أهم نتائج دراستنا تتعلق بتطور تحديد الموقع بالصدى والتشريح المعقد الذي يوفر هذه القدرة. لقد نشأت في نفس العصر الذي كانت فيه الحيتان تتنوع - أحجام مختلفة من الجسم والدماغ ، وطرق مختلفة للتغذية ، كما يقول جيزلر.

تصدر الحيتان ذات الأسنان والدلافين وخنازير البحر أصواتًا عالية التردد من خلال منطقة مغلقة في الممرات الأنفية ، خلف فتحة النفخ - بينما في جميع الثدييات الأخرى (بما في ذلك البشر) ، تنشأ الأصوات في الحنجرة. في الحيتان المسننة ، تكون الآلية معقدة للغاية - فهي عبارة عن الكثير من العضلات وتجويف الهواء والطبقات الدهنية محشورة في مساحة صغيرة من الوجه. يعتقد علماء الحفريات أن مثل هذا النظام المعقد قد تطور تدريجياً ، خطوة بخطوة.

Cotylocara macei - أحد الحيتان الأولى ذات تحديد الموقع بالصدى المتقدم

وفقًا لجيزلر ، كان الحوت "Cotylocara macei" قادرًا على تحديد الموقع بالصدى. يقول العالم: "ساعدت العظام الكثيفة والجيوب الهوائية في جمجمتها على تركيز أصواتها في تيار صوتي واحد ، مما سمح للحوت بالبحث عن الطعام في الليل أو في المياه العكرة".

من خلال التحليل المقارن ، قرر جيزلر وزملاؤه أن كوتيلوكارا ينتمي إلى عائلة منقرضة من الحيتان التي تباعدت عن الحيتان الأخرى قبل 32 مليون سنة على الأقل. يبدو أن شكلًا بدائيًا من تحديد الموقع بالصدى قد نشأ في سلف مشترك لـ Cotylocara والحيتان الأخرى ذات الأسنان منذ حوالي 35-32 مليون سنة.

تميزت "Cotylocara" بعدد من السمات التشريحية الفريدة ، بما في ذلك تجويف عميق في الجزء العلوي من الرأس (ومن هنا جاء اسم النوع - "الرأس مع الجيوب الأنفية") ، حيث يتم "تخزين" الحيوانات عند غمرها في الماء الهواء - وربما يعكس التجويف نفسه الأصوات القادمة من جانب الوجه. وتجدر الإشارة أيضًا إلى العظم الشبيه بهوائي الرادار حول فتحات الأنف ، والذي يمكن أيضًا أن يعكس الصوت ويحسن جودة تحديد الموقع بالصدى. "تشريح الجمجمة غير عادي للغاية. يقول جيزلر: لم أر قط شيئًا كهذا في أي حوت ، سواء أكان حيًا أم متحجرًا.

تشير دراسة جماجم Squalodon ("Squalodon") إلى الحدوث الأساسي لتحديد الموقع بالصدى في هذا النوع من الحيتان. عاش Squalodon من بداية العصر الأوليجوسيني الأوسط إلى منتصف العصر الميوسيني ، منذ حوالي 33-14 مليون سنة ، وكان له عدد من السمات المشابهة للحيتان ذات الأسنان الحديثة. وهكذا ، على سبيل المثال ، فإن الجمجمة المسطحة بقوة وأقواس الفك الممتدة هي أكثر ما يميز Odontoceti الحديث. على الرغم من ذلك ، فإن احتمال نزول الدلافين الحديثة من سكوالودون يعتبر غير محتمل ، على الرغم من أن سكوالودون يوفر نظرة ثاقبة لتطور الحيتان في مرحلة مبكرة.

سكوالودون

في هذا المنشور ، لن أفكر بالتفصيل في مسألة ظهور وتطور تحديد الموقع بالصدى في الحيتان ذات الأسنان ، وإلا فسيتعين علي كتابة عمل علمي كامل هنا والنظر في العديد من وجهات النظر حول هذه المسألة. بشكل عام ، يمكننا القول أن الحفريات الأخيرة للحيتانيات أكدت مرة أخرى ببراعة إخلاص الداروينية - التعليم التطوري. ستثبت الاكتشافات المستقبلية صحة هذه الأطروحة بكل الأدلة ، سواء فيما يتعلق بمثال تطور الحيتان ومجموعات الكائنات الحية الأخرى.

النزوح التدريجي للجيوب الأنفية باتجاه مؤخرة الرأس في الحيتان

من المثير للاهتمام أنه في نوفمبر 2006 ، بالقرب من ساحل اليابان ، تم القبض على دولفين قاروري الأنف على قيد الحياة بأطرافه الخلفية المتخلفة ، ولكن مرئية بوضوح من الخارج. انتشرت صورته ، على الأرجح ، كل الأخبار. هذا التأتى هو أفضل دليل على أن أسلاف الحيتان عاشوا على الأرض.

إعادة بناء حديثة لـ leviathan ، حوت عملاق ذو أسنان ، تم فيه أيضًا تطوير تحديد الموقع بالصدى:

شجرة حوت البالين

في فبراير 2017 ، صُدم العالم بالأنباء المأساوية التي تفيد بالعثور على أكثر من 400 حوت قبالة سواحل نيوزيلندا. لاحظت وزارة الحماية النيوزيلندية أن هذا الحادث الانتحاري بين الحيتانيات كان الأكثر انتشارًا في تاريخ الولاية. بحلول الوقت الذي حصلت فيه الثدييات على المساعدة في شكل موظفين في القسم ومتطوعين وسكان محليين ، كان حوالي 70٪ من حالات "الانتحار" قد ماتت. ومع ذلك ، تم قبول كل شيء.تدابير باسم إنقاذ الحيتان الباقية: تم إرسالها إلى البحر المفتوح عند ارتفاع المد.

« لماذا أتت الحيتان إلى الشاطئفي ذلك اليوم؟ - طرح هذا السؤال من قبل العلماء وعلماء الأحياء.

انتحار جماعي في الطبيعة

تظهر الخلفية التاريخية أن الحيتان ليست الحيوانات الوحيدة ذات الميول الانتحارية. لذلك ، تذكر علماء الأحياء يوليو 2005 كحالة انتحار جماعي للأغنام. تجمعت الحيوانات في قطيع يصل إلى 1.5 ألف واندفعت في الهاوية.

في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، تم العثور على مئات من أسماك القرش على الساحل الغربي للولايات المتحدة التي انتحرت. رقم 10000 من أسد البحر مذهل - هذا هو عدد الحيوانات الانتحارية التي تم العثور عليها على ساحل بحر قزوين. لماذا تغسل الحيتان الزرقاء على الشاطئ؟في كثير من الأحيان أكثر من ممثلي الحيوانات الآخرين؟دعونا نحاول فهم النظريات الرئيسية التي طرحها العلماء.

مالموت الجماعي للحيوانات هو كارثة بيئية على نطاق عالمي. يقول علماء الأحياء وعلماء البيئة بالإجماع أن الأفعال التي تقوم بها الثدييات يمكن أن تكون بمثابة دعوة للاستيقاظ تجعل البشرية تتوقف وتنظر حولها ، انظر إلى أشقائها الصغار. تكمن مشكلة التلوث البيئي في قلب أحد أكثر الإصدارات شيوعًا عن سبب انجراف الدلافين والحيتان إلى الشاطئ.

رقم الإصدار 1. التلوث الصوتي للبيئة المائية

المحيط غني بالأصوات ذات الأصل الطبيعي وغير الطبيعي. وتشمل الأخيرة الضوضاء الناتجة عن الإنسان. هل يمكن إلقاء اللوم في الانتحار الجماعي للحيتان على أكتاف الأطفال الذين يرشون في مياه البحر والبالغين الذين يسترخون قبالة الساحل؟ لا ، في الواقعنسبة كبيرة من ضوضاء محيطات العالم هي نتيجة للتقدم العلمي والتكنولوجي. وبالتالي ، فإن هدير محركات الغواصات ، والضوضاء المرتبطة بالصيد والتعدين والتعدين ، وكذلك الاختبارات العسكرية تحت الماء - كل هذه الأنشطة تؤدي إلى تلوث صوتي للمسطحات المائية ، منتهكة مستوى الضوضاء المقبول لسكان المحيطات.

السونار له التأثير الأكثر سلبية على صحة الحيتان والدلافين. يمكن أن يؤدي استخدام المعدات العسكرية إلى صعق الحوتيات لمدة أربعين دقيقة على الأقل. لكن الإقامة المنتظمة في محيط صاخب يمكن أن تؤدي إلى ضعف كبير في أداء أجهزة السمع لدى الحيوانات التي تعيش في أعماق البحار.

على الرغم من أن بعض الحوتيات قادرة على اكتشاف الرادارات الخطرة ، "شمها" بفضل الرادارات الداخلية متعددة الوظائف ،لا يزال بعض الأفراد مهددين بفخ صوتي تحت الماء ، مما يحد من قدرات توجيه الثدييات في الفضاء. ما يحدث للحيوان عندما يكون في فخ ، نتشكلأومنتيجة للتضاريس والتيارات تحت الماء؟تعكس تيارات الماء البارد والدافئ ، فوق بعضها البعض ، الصوت الذي يدخلها. كونهم في مثل هذا الفخ ، لا يمكن لسكان البحار الخروج منه ، لأنهم يفقدون توجههم تمامًا. هنا،: بعد أن ضلوا ، يسبحون بسهولة في المياه الضحلة.

يشك بعض العلماء في أن أجزاء من الثدييات يجب أن تسبح إلى سطح الماء ، وبالتالي تعرض نفسها لمرض الانحناء ، والذي يتميز بتراكم فقاعات النيتروجين في الدم ، عند غمر الجسم في الماء مرة أخرى. هذه الأخيرة خطيرة لأنها يمكن أن تلحق الضرر بالنظام الداخلي للأعضاء والأوعية الدموية. يمكن أن يزيد عدد الفقاعات أربع مرات: نتيجة لذلك - انسداد الأوعية الدموية وتلف الأنسجة ، وإصابة الجهاز العصبي ، والارتباك التام. تعتبر التدريبات العسكرية بانفجاراتها المميزة تحت الماء وهدير محركات الغواصات بالفعل عاملاً يؤثر على نسبة فقاعات النيتروجين في الدم. تم العثور على علامات تشير إلى تطور مرض تخفيف الضغط بين الحيتان الذين تقطعت بهم السبل أثناء تشريح الجثة. كما تتميز حالات "الانتحار" بوجود تمزق في الجهاز الرئوي ونزيف داخلي وتلف في الأعضاء.

رقم الإصدار 2. المجال المغناطيسي للأرض

طرحت عالمة البيئة مارجريت كلينوفسكي نظرية مفادها أن سبب الانتحار الجماعي بين الحيتان هو التأثير على صحة الثدييات من عمل المجالات المغناطيسية. في كل عام ، تذهب الحيتان في رحلة طويلة ، حيث يمكن أن تتزاوج في المياه الدافئة وتلد صغارها. مع نهاية "موسم التزاوج" تأتي فترة العودة للوطن.النقطة المرجعية الرئيسية لتحديد مسار الهجرةيتم تقديم الحوتيات بواسطة الحقول المغناطيسية للأرض. ومع ذلك ، هناك أجزاء من الكوكب حيث يتم التعبير عن تأثير الحقول المغناطيسية بشكل ضعيف بسبب نشاط الشمس - وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الحيتان تفقد القدرة على التحرك في الاتجاه الصحيح والسباحة إلى الساحل. إِقلِيم.

تحدث ضربة خطيرة لعضو السونار في الحيتانيات بسبب الومضات التي لوحظت على الشمس ، والتي ، كما هو معروف ، تثير تشويهًا للخطوط المغناطيسية. نتيجة لذلك ، يتم انتهاك طرق الحيتان.

رقم الإصدار 3. تنظيم السكان

تقول إحدى النظريات أن حالات الانتحار الجماعي للحيتان هي طريقة للتنظيم الذاتي العددي. ومع ذلك ، يعتبر العلماء أن هذا هو السبب الذي يجعل الحيتان تغسل الشاطئ أمرًا لا يمكن تحمله. ليس فقط أن عدد الحيتان في العالم بالكاد يمكن وصفه بأنه أعلى بشكل كارثي من المعتاد - هذا العدد يتناقص كل عام. يشهد العامل الأخير: الزيادة السكانية ليست تفسيرًا لانجراف الحيتان على الشاطئ.

رقم الإصدار 4. كل شيء عن القمامة!

علماء البيئة دقوا ناقوس الخطر! في المحيط الهادئ ، ليس بعيدًا عن جزر هاواي ، تم العثور على بقعتين ضخمتين من القمامة.المحيط الحديث ، الذي يسميه البعض بجرأة حساء البلاستيك ، في وضع حرج. يقع 1/5 جميع الحطام البحري ، الذي يساوي حجمه حجمه الحجم القاري للولايات المتحدة ، على نفايات صناعة النفط.يقدر علماء البيئة أن الوزن الإجمالي للقمامة في الماء يصل إلى 100 مليون طن.

الآن دعنا نعود إلى الحيوانات. هل تعتقد أنه من السهل عليهم العيش في مثل هذه النفايات؟ بالإضافة إلى حقيقة أن القمامة تعطل توازن الأكسجين في الماء ، فإنها يمكن أن تسبب إصابات لممثلي عالم الحيوانات البحرية. ليس من غير المألوف أن تجد الحيتان نفسها في بقع الزيت. كل هذه العوامل تجبر الحوتيات بطريقة ما على البحث عن حياة "أنظف وأفضل". ربما،لهذاماذاصدق هذاعلى الأرضيستطيعابحث عن مأوى مؤقت.

رقم الإصدار 5. علم اجتماع الحوتيات

الحيتان والدلافين حيوانات اجتماعية. تتميز بتكوين عبوات مع اختيار قائد ، تليها مجموعة كاملة من الثدييات. لذلك ، في حالة ارتباك رأس القطيع في المياه الضحلة ، يمكن لجميع "أتباعه" السباحة للخارج.

رقم الإصدار 6. عدوى

يقول علماء أستراليون: إن السبب هو مرض معدي يتسبب في ضعف أداء المعينات السمعيةلماذا تغسل الدلافين والحيتان الشاطئ. وهم يعتقدون أن فيروسًا معينًا ينشر التهاب السحايا والتهاب الدماغ ويؤثر على نظام تحديد الموقع بالصدى بين الثدييات البحرية. والنتيجة هي محدودية الحركة. بحثًا عن الهواء ، تسبح الحيتان إلى الشاطئ ، حيث تأمل في تسهيل تنفسها. تعتبر فقمات البحر الناقل الرئيسي للمرض.

رقم الإصدار 7. أسطورة رومانسية

لماذا تغسل الحيتان على الشاطئ، يحاول العلماء وخبراء البيئة اكتشاف ذلك لفترة طويلة. الشيء الوحيد الذي يتأكد العلماء منه هو أنه يمكن تسمية الحيتانيات بأمان بأكثر الحيوانات البحرية تعقيدًا ، والتي يصعب للغاية التنبؤ بسلوكها وأسلوب حياتها. لذلك ، بينما يحير علماء الأحياء حول لغز الانتحار الجماعي للحيتان ، فإن الناس العاديين ، بعيدًا عن العلم ، يطورون نظرياتهم الخاصة حول كيفيةلماذا جرفت الحيتان الشاطئ.على سبيل المثال ، يعتقد البعض أن الحيتان التي بلغت سن الشيخوخة تأتي إلى الشاطئ لتستريح. يرى البعض الآخر أن الحيتان حيوانات رومانسية معرضة للضيق العقلي الذي يدفعهم إلى الانتحار.

في الواقع ، لا ينبغي لأحد أن ينكر كل النظريات الدرامية المرتبطة بانتحار الحيتان. وهكذا ، أكد العلماء أن السيناريو الذي تحدث بموجبه حوادث الانتحار الجماعي هو الحالات التي يبدأ فيها أحد الحيتان ، بمجرد وصوله إلى الشاطئ ، في إرسال إشارات استغاثة لأقاربهم. تندفع حيتان قريبه للإنقاذ ، وبالتالي تضحي بحياتها.

خاتمة

الأسبابلماذا جرفت الحيتان الشاطئ، مجموعة من. ومع ذلك ، لا يوجد أي منها عالمي.

يأمل العلماء في العثور على العامل الحقيقي الذي يثير حالات الانتحار الجماعي للحوتيات ، ولمنع المشاهد المخيفة المرتبطة بالموت البطيء للحيتان على الأرض تحت أشعة الشمس الحارقة أو بسبب وزنها.

الحوت حيوان بحري من الثدييات ينتمي إلى الحبليات الشعبة ، رتبة الحوتيات. من اللغة اليونانية ، تمت ترجمة الحوت على أنه وحش البحر.

وصف المظهر

من الصعب تخيل ذلك ، لكن أسلاف جميع أنواع الحيتان هم حيوانات أرتوداكتيل عاشت على الأرض. ظاهريًا ، يبدو الحوت مثل سمكة ، لكن اليوم هو أقرب حيوان له هو فرس النهر. الحيتان وأفراس النهر لها نفس الأجداد الذين عاشوا على الأرض قبل 54 مليون سنة.

يعتبر الحوت أكبر حيوان ثديي على هذا الكوكب. وزنها وأبعادها تعتمد على الأنواع. أكبر حجم ووزن للحيتان الزرقاء هو 33 م و 150 طناً ، وأصغر معلمات للأنواع القزمة هي 4-6 م و3-3.5 أطنان.

الحوت من ذوات الدم الحار ، يمكنه الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لجسمه ، بغض النظر عن الظروف الخارجية. تساعد طبقة كبيرة من الدهون على عدم الإفراط في البرودة. درجة حرارة الجسم الطبيعية للحوت هي 35-40 درجة مئوية.

يتم التنفس بمساعدة الرئتين. من أجل تنفس الهواء ، يجب أن يرتفع الحوت إلى السطح. يمكن أن تبقى الحيتان تحت الماء لمدة 10-40 دقيقة ، ويمكن أن تبقى حيتان العنبر - كل 90 دقيقة.

الهواء الذي تزفره هذه الحيوانات له درجة حرارة أعلى من الهواء المحيط. وبسبب هذا ، يتم تكوين نافورة ، وهي عبارة عن عمود مكثف ، تعتمد معلماته على الأنواع.

جسم الحوت يشبه القطرة ، مما يساهم في أقل مقاومة للماء عند الحركة.

يكتمل الرأس القوي بمنقار ضيق ، غير حاد ، أو على العكس من ذلك ، مدبب - المنصة. تقع الخياشيم (التنفس) بالقرب من المنطقة الجدارية. حجم عين الحوت ضئيل مقارنة بالجسم - قطرها 10-17 سم فقط. وزن مقل العيون لا يزيد عن 1 كجم.

يوفر التركيب التشريحي للأسنان ، ولكن في بعض أنواع الحيتان لم يتم تطويرها ، بدلاً من وجود صفائح عظمية (عظام الحيتان). الأنواع ذات الأسنان لها أسنان مخروطية الشكل من نفس الحجم.

يتكون العمود الفقري للحوت من 41-98 فقرة. الهيكل العظمي مرن وله هيكل إسفنجي. هذا يساهم في القدرة على القيام بحركات بلاستيكية قابلة للمناورة.

ليس للحيتان رقبة على هذا النحو ، فالرأس يمر على الفور في الجسم ، مستدقًا نحو الذيل. بدلا من الزعانف الصدرية - الزعانف. بمساعدتهم ، يمكن للحيوان أن يتحول ويبطئ.

الذيل المسطح مرن وعضلي. في نهايته توجد شفرات أفقية. في العديد من أنواع الحيتان ، توجد زعنفة غير زوجية على الظهر لتثبيت موضع الجسم عند الحركة.

جلد الحوت ليس له شعر. فقط الأنواع ذات الشعر الخشن يمكنها التباهي بشعيرات فردية قصيرة ، على غرار الاهتزازات.

يمكن أن تكون الحيتان صلبة أو مرقطة أو ذات لونين. بعض الأنواع تغير لون بشرتها عندما تنضج.

تمتلك الحيتان حاسة الشم والذوق والرؤية ضعيفة التطور. الحيتان هي الحيوانات الوحيدة في العالم التي لديها ملتحمة. تم تطوير السمع في الحيتان بشكل ممتاز. لديهم أيضا حاسة اللمس ممتازة. لا تمتلك الحيتان حبال صوتية ، لكن هذا لا يخلق مشكلة في التواصل مع بعضها البعض. يمكنهم إصدار صوت خاص.

تتحرك الحيتان ببطء شديد ، لكن يمكن أن تصل سرعتها إلى 40 كم / ساعة. تعيش الحيتان في المتوسط ​​30 عامًا ، لكن بعض الأنواع تعيش حتى 50 عامًا.

موطن الحوت

موطن الحيتان هو المحيطات الأربعة. تعيش هذه الحيوانات في قطعان. يمكن أن يصل عدد مجموعات الحيتان بالآلاف. تهاجر بعض الأنواع موسميًا.

نظام عذائي

تفضل جميع الحوتيات ، باستثناء الحيتان القاتلة ، أن تتغذى على العوالق والرخويات والأسماك والمواد العضوية المتحللة.

تتغذى الحيتان القاتلة ، بالإضافة إلى الأسماك ، على أنواع مختلفة من أسماك القرش ، والحيتانيات الأخرى ، والدلافين.

أنواع الحيتان

حتى الآن ، يقسم علماء الأحياء جميع الحيتانيات إلى مجموعتين: الحيتان (بلا أسنان) والحيتان ذات الأسنان. وتشمل الأخيرة الدلافين والحيتان القاتلة وحيتان العنبر وخنازير البحر. فيما يلي صور الحيتان الكبيرة.

38 جنسًا من الحوتيات تضم أكثر من 80 نوعًا. الأكثر شعبية هي الحيتان الحدباء ، الرمادي ، الأزرق ، مقوسة الرأس ، الحيتان الأقزام ، حيتان العنبر ، الحيتان الزعنفية.

كيف تتكاثر الحيتان

تقريبا جميع الحوتيات أحادية الزواج. تلد أنثى الحوت عجل مرة كل سنتين. يبدأ سن الإنجاب في سن الثالثة ، ويحدث النضج الجسدي الكامل في سن الثانية عشرة.

الحيتان لها موسم تزاوج طويل. تحمل الأنثى شبلًا لمدة 7-18 شهرًا - وهذا يعتمد على نوعها.

تتم الولادات خلال فصل الصيف. تهاجر بعض الأنواع إلى المياه الدافئة للتكاثر.

يمكن للحوت أن يلد شبلًا واحدًا فقط في كل مرة. وزنها 2-3 طن ، وطولها 2-4 مرات أقل من الأم. تحدث التغذية في عمود الماء لمدة 4-7 أشهر. يطعم حوت العنبر الشبل لمدة 13 شهرًا. حليب الحوت دهني جدا ومرتفع بالسعرات الحرارية.

منذ العصور القديمة ، كانت الأهمية الاقتصادية للحوتيات للناس كبيرة. تم استخدام زيت الحوت في صناعة الجلسرين والصابون والسمن.

تستخدم مادة spermacetiform الموجودة في رأس حوت العنبر في التجميل. تم استخدام عظام الحوت في الكورسيهات.

يعتمد إنتاج الأنسولين على استخدام سر يفرزه بنكرياس الحيتان. كما أنها تستخدم في صنع أدوية أخرى. يستخدم العطارون العنبر المستخرج من الحيتان.

تسبب صيد الحيتان غير المنضبط في اختفاء العديد من الأنواع تقريبًا. اليوم ، الحيتان موجودة في الكتاب الأحمر ويحظر القانون قتلها في العديد من الولايات.

صور الحيتان

التطور ليس دائما حركة نحو شيء جديد. هناك أيضا خلوات. لكن هذا ليس دائمًا تدهورًا: كل شيء يعتمد على جودة التغييرات في الكائن الحي في عملية التطور. ينطبق هذا المبدأ أيضًا على الحيتان التي عادت من الأرض إلى الماء. لم يتراجعوا فحسب ، بل تمكنوا أيضًا من التكيف مع البيئة المائية بطريقة تركوا وراءهم جميع أنواع الكائنات الحية الأخرى التي نزلت إلى الماء في وقت واحد معهم أو بعدهم.

من هو أقرب أقرباء فرس النهر؟ لا ، ليس فيل أو وحيد القرن. الجواب الصحيح هو الحوت. بالطبع ، للوهلة الأولى ، قد يبدو هذا غريبًا. يعيش الحوت في الماء ويشبه سمكة: له زعانف وذيل ... لكن فسيولوجيا الحوتيات تشير بشكل لا لبس فيه إلى أن أسلافهم ساروا على الأرض منذ عدة ملايين من السنين: الحيتان من ذوات الدم الحار ، وتتنفس بالرئتين ويطعمون صغارهم المولودين في لبن الرحم ، مثل كل الثدييات. ولكن ما هو فرس النهر بالضبط؟ لفهم هذا ، دعونا ننتقل إلى أحداث تطورية بعيدة جدًا.

مهاجرو المياه

حدثت عودة الكائنات الحية إلى الماء في عملية التطور أكثر من مرة. يسمي العلماء ثلاثة أسباب محتملة لمثل هذه التحولات: الظروف المناخية المعاكسة ، والصعوبات في العثور على الطعام ، وهيمنة الحيوانات المفترسة. غالبًا ما تعمل هذه العوامل في وقت واحد.

تنتمي الحيتان فقط إلى حيوانات مائية ثانوية ، أي تعود إلى عنصر المحيط ، لكنها تحتل مكانة خاصة بينها. بالإضافة إلى السحالي البحرية من حقبة الحياة الوسطى ، هذه هي المجموعة الوحيدة من الفقاريات التي "نسيت تمامًا" طريقة حياتها الأرضية ذات يوم ، على عكس التماسيح أو الفظ أو البطاريق ، والتي تعد أيضًا من الأحياء المائية الثانوية ، ولكنها لم تفقد الاتصال بالشاطئ. تكيفت الحيتان تمامًا مع البيئة المائية ، وإذا سار أسلافها على أربع أرجل وغطوا بالصوف ، فإن الحيتان الحديثة لديها دستور مناسب بشكل مثالي للتحرك في البيئة المائية.

أحد الأسباب التي سمحت لأسلاف الحوتيات بإتقان البيئة المائية يمكن أن تكون ظروفًا خارجية مواتية. إذا ساءت الظروف المعيشية على الأرض ، يمكن أن يصبح الماء ملاذًا مناسبًا. يبدأ تاريخ الحوتيات في عصر الأيوسين ، منذ 55 مليون سنة. كانت الخلجان الدافئة لمحيط تيثيس القديم مليئة بالطعام ، وظلت المكانة التي تشغلها الحيوانات المفترسة البحرية الكبيرة خالية نسبيًا. على الرغم من أن أسماك القرش والتماسيح حققت أداءً جيدًا في تلك الأيام ، إلا أن الزواحف البحرية الكبيرة المفترسة - البليزوصورات والموساصور - ماتت جنبًا إلى جنب مع الديناصورات. أعطت الطبيعة فرصة لأسلاف الحيتان ، واستخدموها. من الممكن أيضًا ألا يكون الدور الأخير في التطور التدريجي للحيتان قد لعبته أدمغتهم ، والتي ، لأسباب غير معروفة ، تم تطويرها بشكل أفضل في الحوتيات مقارنة بجميع الأحياء المائية الثانوية الحديثة الأخرى.

من هم ذوات الحوافر الأصابع؟

لذلك ، كما نفهم ، لا شيء يربط الحيتان بالأرض ، باستثناء ... العلاقات الأسرية الصحيحة مع فرس النهر. تم إنشاء هذا في عام 1985 من خلال مقارنة بروتينات الجهاز المناعي للثدييات بواسطة فينسينت ساريتش ، الأستاذ في جامعة كاليفورنيا في بيركلي. ومع ذلك ، لفترة طويلة ، لا يمكن تأكيد هذه الحقيقة مباشرة على المواد الحفرية. أعطت بقايا العظام التي كانت تحت تصرف العلماء سببًا للتأكيد فقط على أن أقارب الحيتان كانوا ميزونيشيا - أسلاف مفترسة بعيدة جدًا لأرتوداكتيلس ، على غرار الكلاب الضخمة والتي تعيش في العصر الباليوجيني (63-33 مليون سنة مضت). يتضح هذا من خلال أسنان الحيتان الأحفورية: مثل تلك الموجودة في ميزونيشيا ، كانت ذات شكل خاص - ثلاثة قمم. تمت إضافة بعض الميزات المتشابهة إلى هيكل الجمجمة. ظهرت بيانات الحفريات الجديدة فقط في الربع الأخير من القرن العشرين. في تلك السنوات ، في باكستان ، على الساحل القديم لمحيط تيثيس ، الذي قسم أوراسيا وأفريقيا في العصر الأيوسيني (قبل 55-37 مليون سنة) ، قام عالم الحفريات الأمريكي الشهير فيليب جينجيرش بالتنقيب. في عام 1979 ، صادف قطعة من جمجمة حيوان بري على ما يبدو غير معروف بحجم كلب كبير ، عاش قبل حوالي 52 مليون سنة. ومع ذلك ، فإن بنية النظام السمعي للاكتشاف تشبه بشكل غريب هيكل الحوت. كان الأمر يتعلق بما يسمى بالفقاعة السمعية ، أو بالأحرى ، حول سماكة وسطي - تكوين عظمي ضخم ، موجود فقط في عمالقة البحار الحديثة. وسرعان ما تم اكتشاف أسنان وفك يؤكد ارتباط صاحبه بالحيتانيات. تم تسمية الاكتشاف هكذا - pakicet ، أي "حوت من باكستان". في البداية ، تم تقديم باكيسيتا على أنه حيوان مفترس برمائي يشبه الفقمة ، وهو رابط انتقالي من ميزونيشيا إلى الحيتان الأحفورية.

وفقط في عام 2001 ، تم توفير هيكل عظمي كامل لهذا الحيوان للعلماء. لقد جاء أيضًا من باكستان ، لكن لم يعد جينجيرش هو من اكتشفه ، ولكن هانز ثيويسن ، أستاذ التشريح في كلية الطب بجامعة نورث إيسترن في أوهايو. اتضح أن مظهر pakicet يشبه كلب كبير الرأس طويل الوجه بحجم الذئب ، لكنه مع ذلك يمتلك حوافرًا وذيلًا طويلًا. قاد أسلوب حياة شبه مائي ، كما يتضح من حقيقتين: من ناحية ، توجد بقايا باكيسيتا في الرواسب البحرية أو النهرية الساحلية ، ومن ناحية أخرى ، لم يتم تكييف معيناته السمعية للعمل في بيئة مائية. من المحتمل أن أسلاف الحيتان هاجروا إلى المياه الضحلة التي تعج بالأسماك واللافقاريات المختلفة عندما أدى تغير المناخ إلى تقليل الموارد الغذائية البرية وزيادة المنافسة بين الحيوانات المفترسة. الحقيقة هي أنه في العصر الأيوسيني كان هناك تبريد: انخفضت درجة الحرارة في المتوسط ​​من +28 إلى +16 درجة مئوية ، مما أدى إلى انخفاض مساحة الغابات الاستوائية وظهور مساحات شاسعة مفتوحة في أماكنها. وفقًا للعلماء ، تبع ذلك زيادة في تنوع ووفرة الكلاب ، مما أدى إلى زيادة المنافسة بين الحيوانات المفترسة.

لكن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن pakicetus كان Artiodactyl! يتضح هذا من خلال عظم الكاحل (العقبي) ، والذي يشكل الجزء السفلي من مفصل الكاحل وينقل وزن الجسم إلى القدم. مثل جميع أنواع Artiodactyls (وفقط هم) ، تتكون في pakicetus من كتلتين ، كما كانت ، مما يضمن مرونة القدم عند الجري. في رأي علماء الحفريات ، يعتبر هذا بمثابة دليل مباشر على أن الجد المباشر للحوت (كما يتضح من فقاعة أذنه) ينتمي إلى نفس الترتيب. لذلك تم إثبات العلاقة المزعومة للباكيسيتا مع فرس النهر ، وهو أيضًا حيوان أرتيوداكتيل. أصبح من الواضح الآن أن الحوتيات انفصلت عن الأرتوداكتيل القديمة بالفعل بعد أن تباعدت الأخيرة عن الميزونية ، لذلك قام بعض العلماء بدمج الأرتوداكتيل والحيتانيات في ترتيب واحد مما يسمى الحيتانيات (Cetartiodactyla).

أغير الكفوف للذيل

بعد اكتشاف pakiceta ، "سقط" مخلوق أحفوري آخر في السلسلة التطورية ، والتي اكتشف Tewissen بقاياها في عام 1992 على شواطئ Tethys الباكستانية ، في طبقات جيولوجية يبلغ عمرها حوالي 48 مليون سنة. الآن اتضح أنها مناسبة بشكل مثالي لدور الرابط الانتقالي بين الحيتان الحديثة وأسلافهم الأرضية. سمي حيوان غير معروف له أسنان ثلاثية الرؤوس وفقاعة أذن وكأس أمبولوسيتوس - "حوت ماشي". كان مظهر العربة يشبه تمساحًا كبيرًا الرأس يصل طوله إلى ثلاثة أمتار. تشير الأقدام الكبيرة الشبيهة بالمجداف ، التي تنتهي بنوع من الحوافر ، إلى أن الحيوان كان سباحًا جيدًا. علاوة على ذلك ، عندما يتحرك في الماء ، يتحرك جسده في مستوى عمودي ، تمامًا كما هو الحال في الحيتان الحديثة ، أو الفقمة ، أو أبقار البحر ، وليس في المستوى الأفقي ، كما هو الحال في الأسماك. في المقابل ، تشير عظام الساق القوية ، والكوع المتحرك ، والمفاصل الرسغية إلى أن عربة الإسعاف استمرت في الشعور بالراحة على الأرض.

من المحتمل أن تكون عربات الإسعاف قد اصطادت ، منتظرة فرائسها في المياه الضحلة. كانت فكيهم القويتين قادرين على انتزاع فريسة كبيرة إلى حد ما ، بحجم غزال متوسط ​​، وبفضل الهيكل الخاص للأنف ، الذي لم يعد موجودًا في نهاية الكمامة ، مثل الكلب ، ولكن أعلى ، مثل التمساح ، كانت هذه الحيوانات المفترسة قادرة على تناول العشاء دون أن تترك الماء. أعطت عيون العربة بالفعل منظرًا جانبيًا فقط ، وكانت الأذنين غائبتين. ولكن على عكس Pakicetus ، فقد سمع جيدًا في البيئة المائية: في فكه ، ظهرت قناة ، مميزة لجميع الحيتان المتأخرة ، والتي تنقل الصوت إلى الأذن. تتبعت عربة الإسعاف حركة فريستها على الأرض بالضغط برأسها على الأرض والتقاط الاهتزازات من درجاتها. واستنادًا إلى نتيجة التحليل الكيميائي للأسنان ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن المفترس يمكنه الصيد في كل من المياه المالحة والعذبة.

كانت الخطوة التالية في تطور الحيتانيات هي ما يسمى بالبروتوسيتيدات ، والتي تشمل البروتوسيت ، رودوسيت ، إيوسيت وبعض الأنواع الأخرى التي عاشت قبل 47-45 مليون سنة. هياكلهم العظمية ليست "ناقصة" وقد عرفها العلم منذ النصف الأول من القرن العشرين. البروتوسيتيدات كانت أول حيتان تنتقل من المياه الضحلة إلى المياه العميقة. لقد منحهم التطور زعنفة ذيل أفقية ، سترثها جميع أجيال الحيتان حتى يومنا هذا. ولكن إذا كانت الحيتان اليوم تستخدم هذه الزعنفة كعضو رئيسي في حركتها ، فإن العلماء ليسوا في عجلة من أمرهم ليعلنوا الشيء نفسه بشكل لا لبس فيه عن البروتوسيتيدات.

من المعروف أن البروتوسيتيدات قد احتفظت بأطراف خلفية واضحة إلى حد ما. لكن ما إذا كان بإمكانهم الهبوط على الأرض غير معروف. على الأرجح ، من حيث نمط حياتهم ، يمكن مقارنتها مع حيوانات الفظ الحديثة. Macaracet ينتمي إلى protocetides. تم اكتشاف بقاياه في عام 2004 في شرق بلوشستان (باكستان). حصل هذا الوحش على اسمه لتشابهه مع ماكارا - شخصية من الأساطير الهندية ، والتي كانت تشبه ماعزنا ، برأس فيل فقط. نعم ، كان لدى macaracet صندوق! صحيح ، ليس كبيرا جدا. من الممكن أنه جمع الرخويات أو غيرها من السكان الصغار في القاع.

تعتبر البروتوسيتيدات أيضًا أول حيتانيات تمكنت من الانتشار خارج المنطقة الهندية الباكستانية - تم العثور على بقاياها في إفريقيا وأمريكا الشمالية. يعتقد بعض العلماء أن جميع الحيتانيات اللاحقة تنحدر مباشرة من البروتوسيتيدات. وضعت البروتوسيتيدات على الأقل مخططًا عامًا لمزيد من التطور للحيتان: تقليل عدد الفقرات العجزية التي تم تثبيتها معًا بشكل صارم (نتيجة لذلك ، تم تبسيط حركات الجسم الشبيهة بالموجات) ، واختفاء العجز غير الضروري بالفعل- مفصل الحوض ، الذي تم ربط الأطراف الخلفية به ، يقلل من طول فقرات عنق الرحم ، مما يحسن الديناميكا المائية ، ويحرك الخياشيم على الكمامة أعلى من أي وقت مضى.

تم توريث البروتوسيتيدات عن طريق البازيلوصورات التي ظهرت على الأرض قبل 45 مليون سنة. تأتي حفرياتهم بشكل أساسي من جنوب الولايات المتحدة ومن مصر ، ولكن ، على الأرجح ، تم توزيع هذه الحيوانات في جميع أنحاء العالم. كانت الباسيلوصورات عمالقة: بلغ طول جسمهم السربنتيني ذو الزعنفة الكبيرة 25 مترًا ووزنه حتى 6 أطنان. مثل الحيتان القديمة الأخرى ، كان لديهم ضواحك مخروطية وأضراس مسننة. تم العثور على أول هيكل عظمي لهذا المفترس البحري في عام 1840. تم الاكتشاف في لويزيانا بجنوب الولايات المتحدة. لكن وصفها الأول كان خاطئًا: فقد تم الخلط بين الباسيلوصوروس وسحلية البحر الضخمة (ومن هنا جاء اسمها - "السحلية الملكية"). تم العثور على أنواع أخرى في وقت لاحق في مصر وباكستان. الأهم من ذلك كله ، أن جينجيرش ، المعروف لنا بالفعل ، كان محظوظًا. لقد صادف الهيكل العظمي الأكثر اكتمالا من Basilosaurus المعروف للعلم ، وحتى طوله 18 مترًا! حدث هذا في عام 2005 أثناء عمليات التنقيب في ما يسمى بوادي الحيتان ، قبالة الضواحي الجنوبية الغربية للقاهرة.

يشير هيكل العمود الفقري لـ Basilosaurus إلى أنه عند السباحة ، يمكن بالفعل أن ينحني الجسم بشكل كبير في مستوى عمودي (تخيل كيف يسبح الحوت أو الدلفين). ومع ذلك ، فمن غير المعروف: هل كان Basilosaurus قادرًا على السباحة الطويلة والغطس العميق؟ لم يخرج إلى الأرض ، وعلى الأرجح ، كان يصطاد أسماكًا كبيرة بالقرب من الساحل.

لا يزال لدى Basilosaurus أطرافه الخلفية مع عدة أصابع ومفصل ركبة متحرك ، على الرغم من أنها كانت صغيرة جدًا وغير مناسبة للحركة. ربما استخدمها الذكور في عناق التزاوج.

أصحاب سجلات التطور

يجب أن يقال أن تطور الحيتانيات سار بوتيرة عالية إلى حد ما: منذ 40 مليون سنة ، ظهرت رتبها الفرعية الحديثة: الحيتان المسننة والحيتان البالينية. من المحتمل أن يكون تغير المناخ قد ساهم في ذلك: انخفض مستوى المحيط العالمي ، وظهرت تيارات باردة جديدة ، وبدأت قشرة جليدية تتشكل في نصف الكرة الجنوبي. في هذا الوقت ، بدأت الحيتان في السيطرة على المحيط المفتوح ، وتعلم الغوص بعمق والبقاء تحت الماء لفترة طويلة.

بطبيعة الحال ، فإن المخطط التطوري المقدم لتطور الحوتيات بعيد عن الاكتمال ، تمامًا كما أن علم الحفريات ككل كعلم بعيد عنه ، وهذه هي خصوصيته. لم يتم بعد اكتشاف أكثر من اكتشاف واحد ، والذي سيكون قادرًا على تقريبنا من الحقيقة الموضوعية بالملليمتر التالي. ولكن ، على الأرجح ، تم بالفعل تحديد المتجه العام لتطور الحيتان ولن يتغير. وهذا ما أكده الاكتشاف الذي تم في عام 2006 من قبل علماء من كلية الطب بجامعة نورث إيسترن في ولاية أوهايو. تمكنوا من إثبات أن الدلافين لديها جين مسؤول عن ظهور الأطراف الخلفية في الأجنة في الشهرين الأولين من الحمل. ثم يتم تنشيط "الجين المضاد" وتختفي "الكفوف" غير الضرورية. مثل هذه الحجة يجب أن تقنع المتشككين الذين لا يريدون تصديق التقلبات والانعطافات المحطمة للتطور.

الرسوم التوضيحية من إلدار زاكيروف