Prawda

Sobota, 28 maja 2022 - 12:44

« 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     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1297 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

&#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



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia


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