Οι φάλαινες έχουν ιδιαίτερα μικρά πυελικά οστά σε σύγκριση με το σωματικό τους μέγεθος. Μια μπλε φάλαινα, για παράδειγμα, μπορεί να μεγαλώσει μέχρι τα 100 πόδια σε μήκος, περίπου το μέγεθος ενός λεωφορείου, αλλά το πυελικό οστό του είναι μόνο περίπου ένα πόδι μακριά. Για πολύ καιρό οι επιστήμονες θεώρησαν ότι τα οστά είναι τόσο μικρά, επειδή είναι θραυστά, ένα συρρικνωμένο εξελικτικό υπόλοιπο από έναν πρόγονο που κάποτε περπατούσε στη γη.
Αλλά τώρα οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι τα μικροσκοπικά οστά μπορεί στην πραγματικότητα να διαδραματίσουν τεράστιο ρόλο στην αναπαραγωγή φαλαινών. Οι φάλαινες ανήκουν σε μια ομάδα θαλάσσιων θηλαστικών που ονομάζονται κητοειδή, τα οποία περιλαμβάνουν και δελφίνια. Συγκρίνοντας εκατοντάδες φάλαινα και φάλαινα των δελφινιών στα γεννητικά όργανα και το στυλ ζευγαρώματος, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα αρσενικά από τα πιο αδέσποτα είδη είχαν μεγαλύτερα πέη και μεγαλύτερα οστά της πυέλου. Ένα μεγαλύτερο οστό θα έδινε θεωρητικά περισσότερη ευελιξία στη φάλαινα ενώ θα αντιμετώπιζε το δύσκολο από άποψη υλικοτεχνικής αποστολής του ζευγαρώματος στο νερό, γράφει η ομάδα σε μια μελέτη που έγινε δεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Evolution .
"Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, αυτά δεν είναι δομημένες δομές. Έχουν μια λειτουργία. Αυτή η λειτουργία είναι η αναπαραγωγή και εξελίχθηκαν ως απάντηση στη σεξουαλική επιλογή ", λέει ο Jim Dines, ένας συν-συγγραφέας του χαρτιού και του διαχειριστή συλλογών στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του County Los Angeles.
Οι άνθρωποι και τα άλλα θηλαστικά που κατοικούν στη γη χρειάζονται μεγάλα οστά της πυέλου για να αγκυροβολούν τα οπίσθια πόδια τους και να περπατούν. Επομένως τα οστά συνδέονται με τη βάση της σπονδυλικής στήλης και με τις κορυφές των οστών των ποδιών. Στις φάλαινες, τα οστά της πυέλου δεν συνδέονται με τίποτα στον σκελετό - είναι απλώς ενσωματωμένα στους μυς. Αυτό οδήγησε τους περισσότερους ερευνητές να υποθέσουν ότι τα απομονωμένα οστά δεν εξυπηρετούσαν κανένα εξελικτικό σκοπό.
"Ακριβώς επειδή δεν μπορούμε να φανταστούμε μια λειτουργία δεν σημαίνει ότι δεν έχει καμία χρησιμότητα. Αυτό είναι λίγο κοντόφθαλμο από τη φαντασία μας ", επισημαίνει ο Nick Pyenson, παλαιοβιολόγος στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian στην Ουάσιγκτον, που δεν ήταν συνδεδεμένος με τη μελέτη.
Ο Dines και η ομάδα του ξεκίνησαν να αναζητούν μια καλύτερη απάντηση. Τα οστά της πυελικής κηλίδας προσκολλώνται σε μια μυϊκή ομάδα που ονομάζεται ισχιακοσπερατός μυς, η οποία στα περισσότερα θηλαστικά συνδέεται επίσης με τα γεννητικά όργανα. Μελέτες σε τρωκτικά έχουν δείξει ότι εάν κολλήσετε αυτούς τους μυς, ένα αρσενικό θα χάσει τον έλεγχο του πέους του. Υπάρχει επίσης μια μεγάλη ποικιλία οστικής πυέλου μεταξύ των ειδών κητοειδών, και αυτό έπληξε το ενδιαφέρον της ομάδας. "Υπήρχαν τόσες πολλές διαφορές μεταξύ ακόμη και στενά συγγενών ειδών, ήταν ξεκάθαρο ότι κάτι πραγματικά δροσερό συνέβαινε", λέει ο Dines.
Μεταξύ των ειδών που εξέτασε η ομάδα ήταν τα δελφίνια bottilenose ( Tursiops truncatus ), που απεικονίζονται στο παραπάνω διάγραμμα: Η εικόνα Β δείχνει πώς οι μύες συνδέονται με το πυελικό οστό, ενώ οι εικόνες C και D είναι τρισδιάστατα μοντέλα των ζευγαρωμένων οστών και των πλευρών των ζώων, αντίστοιχα. (Dines et31 / Evolution) Αντλώντας έντονα από τις συλλογές μουσείων στο Λος Άντζελες και το Smithsonian στο DC, η Dines ανίχνευσε τα οστά της πυέλου από 130 κητοειδή σε 29 είδη. Εκτιμά ότι περίπου το 90% των δειγμάτων προήλθαν από κητώδη κητοειδών και παγίδες-φάλαινες και δελφίνια που είχαν κολλήσει στα δίχτυα αλιείας.
Η μέτρηση απλά των οστών δεν θα αποκάλυπτε αρκετές από τις περίπλοκες διαφορές. "Θα μπορούσατε να βάλετε [το κόκκαλο] σε έναν κυβερνήτη, αλλά αυτά τα οστά είναι καμπύλα και παράξενα. Έτσι θα χάσαμε τεράστιες ποσότητες πληροφοριών αν το κάναμε αυτό », λέει ο συντάκτης της μελέτης Matt Dean, ένας εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες. Αντ 'αυτού οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν σαρωτή λέιζερ για να δημιουργήσουν τρισδιάστατα μοντέλα όλων των οστών και έπειτα στατιστικά να μετρήσουν τις διαφορές τους.
Ο Dean, ο Dines και οι συνάδελφοί τους έκαναν σαρώσεις με λέιζερ των δειγμάτων των οστών και δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο του οστού, όπως το πάνω αριστερά. Ο κύκλος προς τα δεξιά από την άλλη πλευρά αντιπροσωπεύει μια διατομή αυτού του οστού. Για ανάλυση, έμειναν μηδενικά σε ορόσημα, αόρατα με γυμνό μάτι, και αναζητούσαν διαφορές σε αυτά τα σημεία (πράσινα) μεταξύ των ειδών. (Dines et31 / Evolution) Το στυλ ζευγαρώματος είναι προφανώς δυσκολότερο να βάλει έναν αριθμό. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα αρσενικά με μεγαλύτερους όρχεις προέρχονται από είδη που ζευγαρώνουν με περισσότερους συνεργάτες. Όσο περισσότερα θηλυκά συνδυάζονται, τόσο περισσότερα σπερματοζωάρια χρειάζονται. Χάρη στα αρχεία των ερευνητών και της φαλαινοθηρίας, πολλά στοιχεία σχετικά με το μέγεθος των όρνιων φάλαινας, το μέγεθος του πέους και το μέγεθος του σώματος ήταν διαθέσιμα σε διάφορα είδη, μερικά από αυτά να χρονολογούνται από τη δεκαετία του 1920.
Συγκρίνοντας όλα αυτά τα δεδομένα, οι ερευνητές κατέγραψαν κάποιες τάσεις, συμπεριλαμβανομένης της σχέσης μεταξύ της προδοκιμασίας (με βάση το μέγεθος των όρχεων) και του μεγέθους του οστού της πυέλου. Για να βεβαιωθείτε ότι αυτό δεν ήταν ψευδές θετικό, πραγματοποίησαν την ίδια ανίχνευση και ανίχνευση με λέιζερ στα οστά των νευρώσεων - κάτι που δεν έδειξε καμία συσχέτιση με τους όρχεις ή το μέγεθος του πέους. Και κοιτάζοντας το οικογενειακό δέντρο των κητοειδών, όταν τα είδη αποκλίνουν και γίνονται πιο αδιάκριτα, το σχήμα των πυελικών οστών τους άλλαξε αναλόγως.
Για να αισθανθούν τα αποτελέσματα της σεξουαλικής επιλογής, τα κητοειδή με μεγαλύτερα ή πιο μοναδικά σχηματισμένα οστά της πυέλου έπρεπε να έχουν ένα σαφές πλεονέκτημα στο φυσικό περιβάλλον. "Τα αρσενικά κητοειδή είναι πολύ επιδερμένα με τα πέη τους. Υποθέτω ότι πρέπει να είναι, επειδή ζευγαρώνουν με νερό ", λέει ο Dean. Τα πιο ατρόμητα είδη είχαν επίσης μεγαλύτερες πέους, σε σχέση με το σωματικό τους μέγεθος. Όσο μεγαλύτερο είναι το πέος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο συνδετικός μυς και έτσι, τόσο μεγαλύτερο είναι το πυελικό οστό που χρειάζεται για να τον ελέγξει.
Στο ένα άκρο του φάσματος υπάρχει η φραγκισκάνα ( Pontoporia blainvillei ), ένα δελφίνι ποταμού που είναι μονογαμικό. Έχει τους μικρότερους όρχεις και το μικρότερο πυελικό οστό μεταξύ των κητωδών που εξέτασαν. Το πιο ατρόμητο είδος, η σωστή φάλαινα ( Eubalaena glacialis ), έχει τα μεγαλύτερα οστά της λεκάνης και τους μεγαλύτερους όρχεις, ζυγίζοντας περίπου έναν τόνο. "Κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου, οι αρσενικές φάλαινες κολυμπούν γύρω με το ισοδύναμο ενός σφάλματος Volkswagen μέσα στο σώμα τους", λέει ο Dean.
Οι πιο φουσκωτές φάλαινες, όπως οι δεκάδες φάλαινες (που φαίνονται αριστερά), είχαν μεγαλύτερα οστά της πυέλου, ενώ τα είδη που ασκούν μονογαμία, όπως το δελφίνι του ποταμού franciscana (δεξιά) είχαν μικρότερα οστά της πυέλου. (Αριστερά: Ευγενική προσφορά του χρήστη Smitty από το Flickr Δεξιά: Alcide Dessalines d'Orbigny / Wikimedia Commons) Τόσο οι γενετικές μελέτες όσο και οι σπάνιες παρατηρήσεις στο πεδίο υποδηλώνουν ότι οι θηλυκές δεξιές φάλαινες ζευγαρώνουν με πολλαπλά αρσενικά, μερικές φορές την ίδια στιγμή. Σε μια τέτοια περίπτωση, είναι εύκολο να φανταστεί κανείς πόσο μεγαλύτερη επιδεξιότητα θα έρθει σε πρακτικό.
"Πολλά διαφορετικά είδη επιλογής είναι πιθανό να λειτουργούν σε όλους τους οργανισμούς ανά πάσα στιγμή και γι 'αυτό είναι σπουδαίο να γνωρίζουμε ότι υπάρχουν σαφή σήματα σεξουαλικής επιλογής στην ανατομία της πυέλου όλων των φαλαινών", λέει ο Pyenson.
Οι ερευνητές βρήκαν παρόμοια τάση σε θηλυκά, τα οποία είχαν επίσης μεγαλύτερα οστά της λεκάνης σε πιο αδέσποτα είδη. Ο Dean κινδυνεύει με δύο πιθανές εξηγήσεις: θα μπορούσε να είναι μια μεταφορά από τη σεξουαλική επιλογή σε άντρες, ή κάτι θα μπορούσε να συμβαίνει με τα γυναικεία γεννητικά όργανα, τα οποία ελέγχονται από τους ίδιους μύες. «Μια κλειτορίδα και ένα πέος είναι το ίδιο πράγμα», λέει ο Dean. "Θα μπορούσε να είναι ότι αυτά τα θηλυκά κινούνται στις κλειτορίδες τους με περίεργους τρόπους που δεν καταλαβαίνουμε για να δείξουμε πιθανώς αρσενικά ενώ ζευγαρώνουν. Ποιος ξέρει τι κάνουν ".
Η δοκιμή οποιουδήποτε από αυτά στο πεδίο είναι σχεδόν αδύνατη-για τώρα, δεν υπάρχει τρόπος να ακτινογραφίες φαλαινών που έχουν σεξουαλικές υποβρύχιες για να αποκαλύψουν τις εσωτερικές λειτουργίες της ανατομίας τους. Όλοι οι ερευνητές μπορούν να κάνουν σε αυτό το σημείο είναι speculate. Εν τω μεταξύ, οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη μελέτη έχουν επιπτώσεις για το πώς να μελετήσουν τα δείγματα φαλαινών που προχωρούν. Χρησιμοποιώντας τις ίδιες τεχνικές σάρωσης με λέιζερ, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ψηφιακά αντίγραφα για ανάλυση ή ακόμα και να εκτυπώσουν 3D ένα φάλαινο οστών φάλαινας.
"Για μένα είναι ένας πιο χρήσιμος τρόπος να φτιάξω τέτοια δείγματα που θα μπορούσαν να είναι πραγματικά σπάνια ή πολύτιμα προσβάσιμα σε άλλους ερευνητές σε όλο τον κόσμο", λέει ο Dines.
