Zagrzebane głęboko w ciele walenia, pod zwałami mięśni i ścięgien leży kilka małych, samotnych kości. To są biodra walenia – i są one jednym z dziwniejszych przykładów przekształcającej mocy ewolucji.
Około 54 miliony lat temu przodkowie waleni, w tym delfinów, byli czworonożnymi ssakami. Ich budowa była dobrze przystosowana do poruszania się po lądzie, co dotyczyło także ich bioder. Tutaj, na przykład, jest pradawny członek linii rodowej waleni zwany Indohyus. Kości biodrowe tych wczesnych krewnych waleni miały zagłębienia, w które pasowały głowy ich kości udowych. Miały płaskie miejsca, w których mogły zakotwiczyć się mięśnie nóg. Chociaż same biodra składały się z całej grupy kości, były one połączone ze sobą, a także ciasno przyłączone do kręgosłupa. Te mocne połączenia pozwalały zwierzęciu utrzymywać ciało mimo siły ciążenia i używać siły mięśni nóg do posuwania ciała do przodu.
Przez około dziesięć milionów lat przodkowie dzisiejszych walenie przystosowywali się do życia w wodzie. Ich ciała wyewoluowały na podobieństwo ciał fok, z grubymi kończynami; później ich przednie łapy stały się płetwami, a tylne skurczyły się. Straciły futro i ich nozdrza przesunęły się na szczyt głowy, powyżej oczu. (Pisałem o tym przejściu w książce
At the Water’s Edge.)
40 milionów lat temu nie było już chodzących przodków waleni. Przeistoczyli się w gatunki takie jak Dorudon atrox. Jak można zobaczyć na tym rysunku, jego ciało wyglądało bardzo podobnie do dziś żyjących waleni. Podobnie też do żyjących dziś waleni, ich biodra skurczyły się i oddzieliły od kręgosłupa. W odróżnieniu jednak od dzisiejszych waleni Dorudonstill miał dobrze rozwinięte, choć malutkie, tylne nogi.
W ciągu kilku milionów lat zniknęły właściwie także kości tylnych nóg. Diagram poniżej pokazuje serię kości biodrowych z linii waleni, od gatunków lądowych (Indohyus i Pakicetus) do bardziej wodnych (Ambulocetus) i całkowicie wodnych (Basilosaurus, które wyglądały bardzo podobnie do Dorudon) do dzisiejszych waleni.
Pozostał jedynie maleńki zestaw kości biodrowych. Leżą daleko od reszty szkieletu. Nie są dłużej połączone ze sobą i nie mają wyraźnych wgłębień i półek, które kiedyś były niezbędne do chodzenia.
Kiedy widzimy kości biodrowe waleni jako koniec długiej historii ewolucyjnej, mają więcej sensu. Są szczątkami lądowej historii waleni. Fakt jednak, że nadal istnieją, jest także zagadkowy. Skoro biodra były adaptacją do życia, które zniknęło, dlaczego nie zanikły całkowicie?
Nowe badanie opublikowane w piśmie ”Evolution” pomaga odpowiedzieć na to pytanie. Biodra walenia, zupełnie nie zostały porzucone przez ewolucję i nadal ewoluują dzisiaj. Choć mogą nie być potrzebne do chodzenia, nadal znaczą dla waleni bardzo wiele. (Szybka nota redakcyjna: od tego miejsca niniejszy post staje się NSFW [nieodpowiedni do czytania w pracy]).
Żeby zobaczyć, dlaczego, musimy cofnąć się do bioder zwierząt lądowych. Są one ważne do chodzenia po lądzie, ale służą także innym celom. Między innymi zakotwiczają mięśnie, które kontrolują narządy seksualne. Jeśli na przykład te mięśnie u mężczyzn zostają znieczulone, trudno im osiągnąć erekcję.
Kiedy biodra waleni przestały mieć znaczenie przy chodzeniu, nie przestały być istotne dla seksu. U samców waleni miednica kontroluje penis przez szczególnie skomplikowany zestaw mięśni. U niektórych gatunków te mięśnie powodują wręcz, że penis jest chwytny.
Jim Dines z Natural History Museum w Los Angeles i jego koledzy studiowali niedawno, jak życie seksualne waleni napędza ewolucję ich bioder. Jeśli samiec może zapłodnić więcej jajeczek niż inne samce, jego geny mogą stać się częstsze w kolejnych pokoleniach. Ten proces, znany jako dobór płciowy – może prowadzić do najrozmaitszych, barokowych adaptacji u zwierząt. Dines i jego koledzy zastanawiali się, czy biodra walenia także poddane są doborowi płciowemu.
Dobór płciowy staje się silniejszy, gdy konkurencja między samcami jest bardziej intensywna. W niektórych gatunkach samce walczą o okazję do kopulacji z samicami i często ewoluują broń, taką jak poroża lub olbrzymie pazury. U niektórych gatunków konkurencja toczy się wewnątrz samicy, ponieważ jedna samica może kopulować z wieloma samcami. Każda strategia, która pozwala plemnikom jednego samca na lepsze osiągnięcia niż plemnikom innego, może stać się powszechna.
Samice mogą podnieść poziom intensywności doboru płciowego. U niektórych gatunków wyewoluowały skomplikowane narządy rozrodcze, pozwalające na wybór, którego samca plemniki zapłodnią jej jajeczka. Adaptacje samic mogą napędzać ewolucję jeszcze bardziej skomplikowanych narządów samca, które potrafią to przezwyciężyć.
Jednym z najlepszych sposobów zobaczenia doboru płciowego w działaniu jest porównanie różnych gatunków. Jak pisałem w Loom kilka lat temu, różne gatunki kaczek i innych ptaków wodnych mają olbrzymie penisy i równie olbrzymie narządy rozrodcze. Im dłuższy penis, tym bardzie przypominający labirynt narząd rozrodczy. Wygląda na to, że ptaki są złapane w płciowy wyścig zbrojeń.
Innym sposobem samców na podniesienie sukcesu jest produkowanie większej ilości plemników, aby przezwyciężyły konkurencję. Naukowcy testowali te możliwość przez porównanie gatunków naczelnych, w których samce konkurują zawzięcie, z gatunkami, gdzie jest bardzo mało konkurencji – innymi słowy, w których naczelne są monogamiczne. Odkryli, że im bardziej rozwiązły jest gatunek, tym większe jądra mają samce. (Ludzie mają jądra średniej wielkości, co sugeruje, że mamy umiarkowaną konkurencję plemników.)
Dines i jego koledzy postanowili przetestować walenie w podobny sposób. Zbadali kości miednicowe 29 różnych gatunków i porównali ich wymiary z systemem kopulacji. Niektóre gatunki badane przez nich, takie jak delfiny małe, są monogamiczne. Inne gatunki są bardziej rozwiązłe. Na przykład, biolodzy morscy zaobserwowali kiedyś dwa samce wieloryba biskajskiego równocześnie (sic! – patrz link powyżej) kopulujące z jedną samicą.
Z ich analizy wyłonił się wzór – rodzaj wzoru, jakiego można spodziewać się z majsterkowania przez dobór płciowy. Im bardziej rozwiązły był gatunek, tym większe były kości miednicy. Naukowcy odkryli, że w miarę jak walenie ewoluowały ku większej rozwiązłości, kości ich miednic zmieniały kształt. Te zmiany nie były jednak częścią jakiejś ogólnej zmiany szkieletu. Żebra w pobliży bioder nie wykazywały tego samego wzoru zmiany wielkości i kształtu.
Dines i jego koledzy nie potrafią powiedzieć, co zmiana kształtu i wielkości kości miedniczych robi dla waleni. Byli jednak w stanie zdobyć pewne wskazówki przez patrzenie na inne części męskiej anatomii płciowej waleni. Walenie z dużymi kośćmi bioder na ogół miały także duże jądra i duże penisy. Może to znaczyć, że kości bioder ewoluują jako część większego systemu. Walenie, które mają więcej konkurencji mogą używać większych kości biodrowych do kontrolowania dłuższych penisów, by dostarczyć więcej plemników do narządów rozrodczych samic. (To nowe badanie zajmuje się tylko tym, jak biodra mogą podlegać doborowi u samców. Nie znaczy to, że nie mają one żadnej funkcji u samic, które także mają kości biodrowe. Albo też są one odpowiednikiem męskich sutków, które po prostu zabrały się w podróż ewolucyjną. Obecnie sprawa ta jest dla naukowców zbyt tajemnicza, by mogli powiedzieć o niej cokolwiek konkretnego.)
“Jak najdalsze od roli reliktu z lądowej przeszłości – mówią Dines i jego koledzy – kości miednicowe waleni są celem doboru płciowego”. W rzeczywistości, jedynym powodem, dla którego możemy nadal widzieć te dziwne szczątki, może być to, że nadal są ważne dla ewolucji i to w najintymniejszy wyobrażalny sposób.
The erotic endurance of whale hips
The Loom, 5 września 2014
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
