تکامل نهنگ ها (نهنگ چگونه تکامل یافت؟)

تکامل نهنگ طولانی و متنوع بوده است. از پستانداران خشکی گرفته تا پستانداران دریایی، سازگاری های زیادی برای تکامل نهنگ‌ ها مورد نیاز بود. نهنگ‌ها از پستانداران اولیه خشکی تکامل یافته‌اند، با از دست دادن اندام‌های عقب خود، رشد دم صاف، رشد باله‌ها و ساده‌سازی بدن خود با زندگی در اقیانوس‌ها سازگار شدند. در این مقاله، ما به تکامل نهنگ، چگونگی سازگاری آن با زندگی در اقیانوس‌ها و اینکه نهنگ‌های امروزی از کجا آمده‌اند، نگاه می‌کنیم.

تکامل نهنگ ها چگونه اتفاق افتاد؟

می دانید که زندگی در اقیانوس ها از موجودات تک سلولی کوچک (باکتری) حدود 3.8-3.5 میلیارد سال پیش آغاز شد. در آن 3.8-3.5 میلیارد سال، اولین باکتری میلیاردها بار به هر حیوان و گیاهی که تا به حال روی سیاره زمین زندگی کرده است، از جمله خودمان، تکامل یافته است. یکی از هیجان انگیزترین و جذاب ترین سفرهای تکاملی، سفر نهنگ است.

یکی از مفاهیم کلیدی تکامل، سازگاری است که با نظریه انتخاب طبیعی داروین همراه است. همانطور که محیط ها و سایر گونه ها تغییر کرده و توسعه یافته اند، گونه های منفرد باید با این تغییرات سازگار شوند. این تا حد زیادی به فرآیند انتخاب طبیعی نسبت داده شده است.

موجوداتی که مناسب یا سازگار با محیط نبودند مردند، در حالی که آنهایی که زنده ماندند توانستند صفات ژنتیکی خود را منتقل کنند. در طول تکرار چندین نسل، برخی از ژن ها به طور کامل از بین رفتند، در حالی که برخی دیگر غالب شدند. این به نوبه خود ویژگی های گونه ها را تغییر داد و در نهایت گونه های جدیدی را به کلی ایجاد کرد.

هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که دانشمندان در مورد پیشرفت تکاملی نهنگ ها نمی دانند. کار بر روی سوابق فسیلی ادامه دارد و ژنتیک و زیست شناسان مولکولی با حیوانات زنده کار می کنند. اما اکنون تصویری بسیار واضح تر از قبل داریم.

اعتقاد بر این است که نهنگ های امروزی در حدود 55 میلیون سال پیش، از حیوانات مستقر در خشکی تکامل یافته اند. اعتقاد بر این است که این پستانداران مستقر در خشکی، پستانداران سم دار هستند و نسب مشترکی با ونگل‌های نوک پا مانند گاو و آهو دارند.

Mesonychidae خانواده ای از پستانداران سم دار بود که در آسیا، اروپا و آمریکای شمالی زندگی می کردند. این پستانداران از پستانداران کوچک به اندازه سگ تا پستاندارانی به بزرگی خرس های امروزی متغیر بودند.

اعتقاد بر این است که اولین نهنگ ها از اعضای کوچکتر این خانواده تکامل یافته اند. برخی از این پستانداران با خوردن ماهی سازگار شده بودند و دانشمندان معتقدند که آنها در اطراف لبه های کم عمق آب در اطراف دریای تتیس تغذیه می کردند. تغذیه آن ها از ماهی، به دوزیست تکامل یافت.

قدیمی‌ترین دوزیست‌های Mesonychidae خز داشتند و در حرکت در آب با استفاده از هر چهار اندام شبیه به سمور شنا می کردند.

دم آنها به دلیل کوبیدن روی آب صاف می شد که این موضوع منجر به پسرفت اندام های عقبی می شد.

سیر تکاملی نهنگ ها

نهنگ ها سفر خود را مانند همه موجودات دیگر به عنوان باکتری های تک سلولی آغاز کردند.

یک تصویر تکاملی از نهنگ ها را می توان به شرح زیر تقسیم کرد:

– 3.8 میلیارد سال پیش: اولین موجودات تک سلولی ظاهر شدند (باکتری ها)

– 3 میلیارد سال پیش: ویروس ها (همچنین موجودات تک سلولی) وجود داشتند

– 2 میلیارد سال پیش: سلول های یوکاریوتی وجود داشتند. اینها سلولهایی هستند که حاوی اندامکها یا ساختارهای اندام مانند هستند

– 1.5 میلیارد سال پیش: سلول های یوکاریوتی به سه طریق تکامل یافتند. این سلول ها به اجداد گیاهان، حیوانات و قارچ ها تبدیل شدند

– 900 میلیون سال پیش: اولین ساختارهای چند سلولی 800 میلیون سال پیش وجود داشت: گونه جانوری موجودات اولین شکاف خود را تجربه می کند و به موجودات دریایی اساسی مانند اسفنج ها ادامه می دهد.

– 540 میلیون سال پیش: اولین آکوردها یا حیوانات با ستون فقرات به وجود آمدند

– 530 میلیون سال پیش: اولین موجود مهره دار یا استخوان دار واقعی به وجود آمد

– 500 میلیون سال پیش: حیوانات برای اولین بار شروع به کاوش در زمین کردند

– 417 میلیون سال پیش:  Lungfish حضور پیدا کرد.  Lungfish اولین موجوداتی هستند که هم در خشکی و هم در آب با ریه و آبشش تنفس می کنند.

– 397 میلیون سال پیش: اولین چهارپایان یا گونه های چهار پا به وجود آمد.

– 340 میلیون سال پیش: دوزیستان از چهارپایان دیگر منشعب شدند

– 310 میلیون سال پیش: چهارپایان باقیمانده به خزندگان، پرندگان و دایناسورها و پستانداران تقسیم شدند.

– 200 میلیون سال پیش: یک انقراض دسته جمعی رخ داد و پستانداران اولیه خونگرم رشد کردند

– 140 میلیون سال پیش: پستانداران جفتی که به نام اتریان نیز شناخته می شوند به وجود آمد

– 105 تا 85 میلیون سال پیش: پستانداران جفتی به چهار گروه عمده تقسیم شدند، از جمله لوراسیاترها، که شامل گونه نهنگ است.

– 65 میلیون سال پیش: بزرگترین رویداد انقراض تا کنون دایناسورها را از بین می برد و پتانسیل بیشتری برای پستانداران برای استعمار سیاره فراهم می کند.

– 50 میلیون سال پیش: Artiodactyls pakicitus، یک پستاندار، شبیه گرگ و تاپیر مخلوط با سم‌های بریده شده شروع به تکامل به چیزی می‌کند که ما به نام نهنگ می‌شناسیم.

– 47 میلیون سال پیش: اشکال اولیه نهنگ ها در دریاهای کم عمق زندگی می کنند و برای جفت گیری و زایمان به خشکی بازمی گردند.

– 35-45 میلیون سال پیش: اولین نهنگ کاملاً آبزی به وجود آمد (Basilosaurus)

اعتقاد بر این است که نهنگ های امروزی به اقیانوس های اطراف دریای تتیس، دریای مدیترانه و آسیای امروزی حرکت کرده اند.

فسیل های به دست آمده نشان می دهد حیوانی به نام Archaeoceti که گمان می رود اولین زیرمجموعه سیتاسیان باشد، در مصب دریای تتیس وجود داشته است. Archaeoceti در اصل چهار دست و پا داشت اما با شیوه زندگی آبزیان سازگار بود.

سازگاری با زندگی دریایی

سازگاری‌های زیادی برای زندگی در دریا وجود داشت که این پستانداران در خشکی نداشتند. سازگاری جهت انطباق پیدا کردن با محل زندگی حیوان بوسیله تکامل الزامی است.

نهنگ ها نمی توانند برای راه رفتن به چهار دست و پا تکیه کنند، بنابراین به روش جدیدی برای حرکت نیاز دارند. آنها همچنین باید به جای هوای اطراف بدنشان با آب کنار بیایند. آنها همچنین باید بتوانند خود را با یافتن و گرفتن طعمه وفق دهند و باید بتوانند در اقیانوس ها نفس بکشند.

برای تنفس موثر در اقیانوس ها، نهنگ ها هنوز به راهی برای تنفس هوا نیاز داشتند. سوراخ‌های بینی که در قسمت جلو قرار داشتند به بالای سرشان رفتند و سوراخ‌هایی را که اکنون می‌شناسیم (blowhole)، تشکیل دادند.

برای اینکه بتوان طعمه را پیدا کرد و شکار کرد، فک ها و دندان ها باید تغییر می کرد. فک بالا برای جای دادن طعمه طولانی تر و پهن تر شد و دندان ها از دندان های گوشتخواران که دارای مجموعه دندان های متفاوتی هستند تغییر کردند. دندان های جدید همگی یکسان بودند که نشان دهنده حرکت به سمت دندان های همودنت بود.

تغییراتی در جمجمه برای قرار دادن (melon: توده ای از مواد مومی شکل در سر دلفین ها و دیگر نهنگ های دندان دار که تصور می شود سیگنال های صوتی را متمرکز می کند.) در بالای سر آنها لازم بود. melon دارای رسوبات چربی است که برای تمرکز صدا استفاده می شود و به نهنگ ها کمک می کند تا از اکولوکاسیون استفاده کنند.

بدن نهنگ برای شنا کردن در اقیانوس‌ها باید روان‌تر می‌شد و بدنی دراز لازم داشت که باعث می‌شد عبور از آب متراکم آسان‌تر شود.

نهنگ برای اینکه بتواند خود را به طور موثر به جلو براند، دم به یک دست و پا تبدیل شد. اندام های جلویی نیز تغییر کردند و به پاروهای کوچکی در هر طرف بدن تبدیل شدند و به نهنگ اجازه چرخش دادند.

دیگر نیازی به اندام های پشتی نبود و اینها هنوز هم هستند. با این حال، آنها بسیار کوچکتر از آنچه بودند هستند و اساساً در ماهیچه نهنگ مدفون هستند.

باله های پشتی نیز در سمت بالای نهنگ تکامل یافته اند، اگرچه هنوز همه نهنگ ها این باله ها را ندارند. نهنگ هایی که هنوز باله پشتی دارند از آنها برای تنظیم دمای خود استفاده می کنند و فقدان باله پشتی را می توان به شرایط مختلف اقیانوس نسبت داد. نهنگ های بلوگا از باله پشتی خود برای شکستن یخ نازک برای تنفس استفاده می کنند.

غذای اصلی نهنگ‌های بالین پلانکتون است. نهنگ‌های بالین، بالین را تولید کردند که از آن برای بلعیدن مقادیر زیادی آب و پلانکتون استفاده می‌کنند و قبل از بیرون راندن آب، آن‌ها را از ورقه‌های فیبر مانند الک می‌کنند.

کلیه ها و چشم ها باید با مقدار نمک موجود در اقیانوس ها سازگار می شدند و گوش ها برای شنیدن زیر آب باید تغییر می کردند. بینی باید خود را با ایجاد پلاگ های بینی برای بستن سوراخ های بینی هنگام غواصی در زیر آب وفق می داد.

ریزش موی ظاهری نهنگ‌های امروزی در طول زمان اتفاق افتاده، و ریزش مو آنها را از سرمای اعماق محافظت می کند.

در آخر
یکی از مرموزترین حیواناتی که در اقیانوسهای ناشناخته ما زندگی می کند نهنگ است. داستان تکاملی نهنگ داستانی است که سال ها دانشمندان را گیج کرده است.

درک اینکه چرا حیوانی که به شکلی زمینی تکامل یافته بود، پس از آن دوباره به آب برمیگردد، دشوار بود، اما به نظر می رسد که غذا محرک اصلی بود. این رفتار منجر به تکامل اولین نهنگ ها در حدود پنجاه میلیون سال پیش شد.