Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 15:09

« Poprzedni Następny »


Oglądanie oceanu brzęczącym nosem


Carl Zimmer 2014-07-26


Wyzwanie – i przyjemność – jakie spotyka biolog ewolucyjny w pracy, to rozszyfrowywanie historii przyrody, niezależnie od tego jaka jest dziwaczna. A rzadko przyroda jest dziwaczniejsza, niż kiedy białucha (wal biały) śpiewa przez nos, żeby zobaczyć ocean.

Normalny wzrok nie działa w wodach oceanu tak dobrze, jak na lądzie, z powodu sposobu, w jaki światło podróżuje przez wodę. Dźwięk natomiast podróżuje czterokrotnie szybciej przez wodę niż przez powietrze. Białuchy i inne walenie zębowce (takie jak orki i kaszaloty) wykorzystują tę podwodną prędkość używając echolokacji.


Orki. Wikipedia/Robert Pitman en.wikipedia.org/wiki/File:Killerwhales_jumping.jpg
Orki. Wikipedia/Robert Pitman en.wikipedia.org/wiki/File:Killerwhales_jumping.jpg

Proces tworzenia echa jest skomplikowany. Jako ssaki zębowce muszą wciągać powietrze do płuc. Inne ssaki mogą oddychać przez usta lub przez nos, który znajduje się tuż nad ustami. U zębowców przewód nosowy biegnie ponad jego oczyma tworząc nozdrza na czubku głowy. Kiedy białucha wynurza się na powierzchnię, otwiera nozdrza. Pod wodą jednak zębowce potrafią używać powietrza w swoim przewodzie nosowym do wibrowania zestawem otaczających go mięśni. Trzymają nozdrza zamknięte, kiedy przepychają to powietrze wewnątrz swoich głów, używając szeregu komór do przechowywania go i ponownego użytku.


Wibracjami kieruje dziwaczna anatomia głowy zębowca. Za wibrującymi mięśniami czaszka podnosi się w klif, nie pozwalając, by dźwięk uciekał do tyłu. Z przodu mięśni jest duża gruda tkanki tłuszczowej zwana melonem. Znajduje się na szczycie wielkiej szczęki górnej walenia, która ma kształt półki. Przechodzące przez melon wibracje skupiają się. Waleń ma także potężne mięśnie przyczepione do boków szczęki górnej i otaczających kości, które pozwalają zwierzętom ściskać melon w rozmaite kształty – i w ten sposób kierować strumień dźwięku w różnych kierunkach.


<br />Echolokacja w głowie delfina. Wikipedia

Echolokacja w głowie delfina. Wikipedia



Kiedy fala dźwiękowa uderza w coś przed waleniem – rafę koralową, rybę lub jakiś inny obiekt – część jej odbija się z powrotem ku zwierzęciu. Waleń wzmacnia słyszenie dolną szczęką, która zawiera długi, cylindryczny kawał tłuszczu biegnący po obu stronach. Wibracje, które uderzają w szczękę, podróżują z powrotem do ucha, które może odkryć dźwięk. Badając delfiny w niewoli naukowcy pokazali, że potrafią one rozpoznać skomplikowane kształty wyłącznie na podstawie ich echa. Mogą nawet dźwiękiem wykryć konsystencję.


Jak delfiny i inne walenie zębowce doszły do takiego dziwnego stanu? Skamieniałości i dowody z DNA pomogły naukowcom zrozumieć, jak wyewoluowały one ze zwierząt lądowych. Jest to temat, który omawiałem w książce At the Water’s Edge, i który próbowałem śledzić od tego czasu. Tutaj jest drzewo łączące zębowce z niektórymi ich żyjącymi i wymarłymi krewnymi. Pochodzi z niedawno opublikowanego drugiego wydania mojej książki  The Tangled Bank. (Większą wersję można zobaczyć tutaj.)


Z The Tangled Bank (drugie wydanie) Carla Zimmera
Z The Tangled Bank (drugie wydanie) Carla Zimmera

Walenie wyewoluowały z ssaków lądowych i mają bliskiego wspólnego przodka z hipopotamami. Zaczynając od około 50 milionów lat temu stopniowo straciły kończyny i ich ciała wyewoluowały kształty nadające się do pływania zamiast chodzenia. Wiele linii waleni wyewoluowało i prosperowało, ale w końcu wymarły. Wszystkie żyjące walenie pochodzą z dwóch linii, które rozdzieliły się od siebie około 40 milionów lat temu – fiszbinowce i zębowce.


Choć tylna część waleni dostarcza najbardziej dramatycznego dowodu ich ewolucji – z zamianą nóg i cienkiego ogona na płetwy i płetwę ogonową – większość zasadniczych adaptacji miała miejsce w części przedniej. Walenie potrzebują głów do wyczuwania świata podwodnego i znajdowania w nim żywności. Wczesne walenie wyewoluowały długie, zębate paszcze do chwytania zdobyczy. Ale potem fiszbinowce i zębowce wyewoluowały różne uaktualnienia swojej anatomii.


Fiszbinowce straciły zęby (chociaż nadal mają niefunkcjonalne geny na tworzenie zębów). Zamiast zębów wyewoluowały płytki fiszbinu, przez które filtrują pokarm z gigantycznych łyków wody, jakie nabierają. Jak pisałem w Loom, paleontolodzy znajdują skamieniałości wczesnych fiszbinowców, które pokazują przejście od polującego do filtrującego zwierzęcia. Zębowce nadal chwytają indywidualną zwierzynę w sposób, w jaki robiły to pradawne walenie. W którymś momencie jednak dodały swoje nadzwyczajne wyposażenie do echolokacji – odbijający panel, komory używające powietrza, brzęczące wargi, melon i całą resztę.


Trudno było zmapować ewolucję echolokacji, ponieważ tak wiele z ich anatomii nie zachowuje się. To jest, po śmierci delfina, melon rozkłada się wraz z wargami, mięśniami i innymi narządami niezbędnymi do wytwarzania dźwięków. Jedyne, co pozostaje dla naukowców, kiedy patrzą na skamieniałości zębowców, to sama czaszka. Choć naukowcy od stulecia znajdują skamieniałości waleni zębowców, żadna ze starszych skamieniałości nie wykazuje cech, których można się spodziewać od posiadacza echolokacji. Naukowcy zastanawiali się więc, w jakim czasie po rozdzieleniu się fiszbinowców i zębowców rozwinęło się to wspaniałe wyposażenie akustyczne.


Dzisiaj w “Nature”
Jonathan Geisler z New York Institute of Technology College of Osteopathic Medicine i jego koledzy pokazują detale nowej skamieniałości, liczącej 28 milionów lat. Odpowiada ona na wiele pytań o echolokację.


Czaszka liczącego 28 milionów lat Cotylocara macei.  James Carew and Mitchell Colgan
Czaszka liczącego 28 milionów lat Cotylocara macei.  James Carew and Mitchell Colgan

Czaszkę walenia, nazwanego Cotylocara macei, znaleziono w rowie melioracyjnym w Południowej Karolinie. Ma wiele cech znajdowanych tylko u zębowców, co pokazuje, że należy do ich linii. Ma także wiele cech używanych przez zębowce do echolokacji. Na przykład, otwór, którym przewód nosowy opuszcza czaszkę otoczony jest kołnierzem, który mógł kontrolować brzęczące wargi. Czaszka ma jamy wokół otworu nosowego, które wyglądają jak komory używane przez delfiny i inne żyjące zębowce do przetwarzania powietrza. Kości szczęki są gęste, być może pozwalające na odbijanie fal dźwiękowych do melona. Górna szczęka tworzy szeroką półkę, która pozwoliłaby Cotylocarana zakotwiczenie mięśni kontrolujących melon.


Te cechy wzięte razem, piszą Geisler i jego koledzy, “stanowią przekonujący argument, że Cotylocara używały echolokacji”.


Cotylocara macei, rekonstrukcja: Carl Buell
Cotylocara macei, rekonstrukcja: Carl Buell

Tym, co czyni Cotylocara jeszcze bardziej interesującym zwierzęciem jest pytanie, jak blisko spokrewniony jest z delfinami i innymi żyjącymi zębowcami. No cóż, wcale nie jest to bliskie pokrewieństwo.


Kiedy przodkowie zębowców oddzielili się od przodków fiszbinowców, rozgałęzili się następnie w nowe linie rodowe. Jeden z najwcześniejszych podziałów prowadził do dwóch gałęzi. Jedna z tych gałęzi doprowadziła z czasem do żyjących dzisiaj zębowców. Druga gałąź prowadziła do grupy zębowców o nazwie Xenorophidae, która wymarła dawno temu.  Cotylocara należy do tej wymarłej gałęzi Xenorophidae.


Naukowcy już wcześniej wykopali szereg innych skamieniałości Xenorophidae. Jeśli spojrzysz na dowolny gatunek, może on mieć kilka cech, które kojarzymy z echolokacją, takich jak szeroka szczęka górna lub jamy w czaszce. Żadna z nich nie dorównuje jednak tej nowej skamieniałości Cotylocara.


Niemniej anatomia, jakiej Cotylocara mogła używać do echolokacji, nie jest identyczna z tą, jakiej używają żyjące dzisiaj zębowce. Niektóre jamy znajdują się w miejscach w czaszce, gdzie na przykład delfiny ich nie mają. Wygląda na to, że samodzielnie wyewoluowały te cechy.


Wyjaśnieniem, które preferują Geisler i jego koledzy, jest, że echolokacja ma skomplikowaną historię. Przodek wszystkich zębowców – żyjących i wymarłych – już wyewoluował prymitywny rodzaj echolokacji. Jego potomkowie rozdzielili się następnie w nowe linie rodowe. W przynajmniej dwóch tych liniach zębowce wyewoluowały dużo bardziej wyrafinowane mięśnie, kości i rozmaite narządy, dając im większe panowanie nad wysyłanymi sygnałami. Choć Cotylocara wyewoluowały pewne cechy, które są charakterystyczne wyłącznie dla nich, wyewoluowały także kilka identycznych cech, do tych, jakie znajdujemy u żyjących zębowców, takich jak delfiny. (Ten rodzaj paralelnej ewolucji, którą ilustruję poniżej, nazywa się konwergencją.)


Geisler i jego koledzy wiedzą już, jak przetestować tę hipotezę. Jeśli mają rację, to wczesne zębowce nie tylko miały wyrafinowaną aparaturę do wytwarzania dźwięków. Musiały także mieć uszy zdolne do ich wykrycia. Czaszka Cotylocara nie zachowała się w okolicach uszu, więc nie wiemy jeszcze, jak dobrze potrafiły słyszeć. Geisler i jego koledzy przewidują jednak, że jeśli paleontolodzy zbadają uszy innych wczesnych zębowców, powinni znaleźć oznaki, że zwierzęta te były nieco bardziej zaadaptowane do słyszenia ech o wysokiej częstotliwości.


Cotylocara
 nie tylko odpowiada na kilka pytań, jakie mieliśmy o tym dziwacznym tworze natury, ale mówi nam, jakie nowe pytania powinniśmy postawić.



Seeing  the ocean with a buzzing nose

The Loom, 12 marca 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Carl Zimmer

Wielokrotnie nagradzany amerykański dziennikarz naukowy publikujący często na łamach „New York Times” „National Geographic” i innych pism. Autor 13 książek, w tym „Parasite Rex” oraz „The Tanglend Bank: An introduction to Evolution”. Prowadzi blog The Loom publikowany przy „National Geographic”.


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1470 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Po raz kolejny twierdzenie, że płeć nie jest binarna, ale bez żadnych nowych argumentów   Coyne   2024-03-29
Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


&#8222;Choroba&#8221; przywrócona przez Putina


&#8222;Przebudzeni&#8221;


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk