(lindsay_imagery/Getty Images) Die ersten Säugetiere, die vor mehr als 35 Millionen Jahren ins Meer zurückkehrten, hatten einen Blick für die Tiefe.
Neueren Forschungsergebnissen zufolge sind die visuellen Systeme moderner Wale, Delfine und Schweinswale – zusammenfassend bekannt als Wale – alle stammen von einem gemeinsamen Vorfahren mit starker Unterwassersicht ab.
Es wird angenommen, dass sich sowohl Wale als auch Flusspferde aus vierbeinigen Landsäugetieren entwickelt haben vor etwa 50 Millionen Jahren . Während beide eine aquatische Lebensweise haben, kann nur einer dieser Zweige tief in den Ozean eintauchen.
Wann und warum sich diese Fähigkeit entwickelte, ist immer noch ein Rätsel, aber die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass der Übergang kurz nach dem Auftauchen im Meer stattfand.
Die Ergebnisse basieren auf einem Protein im Auge von Säugetieren, bekannt als Rhodopsin , das besonders empfindlich auf schwaches, blaues Licht reagiert, wie es in der Tiefsee vorkommt.
Durch die Analyse der Gene hinter diesem Protein bei lebenden Walen und einigen verwandten Säugetieren konnten Forscher die ursprüngliche Gensequenz vorhersagen, die erstmals tiefe Unterwassertauchgänge ermöglichte.
Bei der Expression in im Labor gezüchteten Zellen war diese Signatursequenz in der Lage, ein lange verlorenes Pigmentprotein „wiederzubeleben“.
Im Vergleich zu Landsäugetieren scheint dieses Protein viel empfindlicher gegenüber schlechten Lichtverhältnissen zu sein. Es reagiert auch schnell auf Änderungen der Lichtintensität.
Wenn ein solch empfindliches Protein im ersten Wasserwal existierte, gehen Forscher davon aus, dass dieses Lebewesen in Tiefen von 200 Metern oder mehr (etwa 650 Fuß) nach Nahrung gesucht haben könnte. wo das Licht im Ozean zu verblassen beginnt .
„Zusammengenommen deuten diese uralten Veränderungen in der Rhodopsinfunktion darauf hin, dass einige der ersten vollständig im Wasser lebenden Wale in das Meer eintauchen konnten mesopelagisch Zone“, so die Autoren der Studie daraus schließen .
„Darüber hinaus deuten unsere Rekonstruktionen darauf hin, dass dieses Verhalten vor der Divergenz von Zahn- und Bartenwalen auftrat.“
Stattdessen scheinen alle Wale einen gemeinsamen Vorfahren zu haben, der in die Tiefe sehen konnte, selbst diejenigen, die jetzt in seichten Gewässern jagen.
Dann, erklärt Evolutionsbiologin Belinda Chang: „Spätere Arten entwickelten all die vielfältigen Nahrungsspezialisierungen, die wir heute bei modernen Walen und Delfinen sehen.“
Vorherige Studien Untersuchungen an versteinerten Überresten uralter Wale deuten darauf hin, dass der erste im Wasser lebende Wal einen delphinähnlichen Körper mit einer Kombination aus Schwanzflosse und rudimentären Hinterbeinen zum Schwimmen hatte.
Die aktuelle Studie ist jedoch eine der ersten, die untersucht, wie die Augen dieser Kreatur bei der Suche nach Unterwassernahrung funktioniert haben könnten.
Noch beeindruckender ist, dass die Autoren dabei auf ein physisches Fossil verzichteten.
„Der Fossilienbestand ist der Goldstandard für das Verständnis der Evolutionsbiologie.“ „Aber trotz allem, was Jurassic Park glauben machen möchte, ist die Gewinnung von DNA aus Fossilien selten, da der Zustand meist schlecht ist“, sagt Evolutionsbiologin Sarah Dungan von der University of Toronto.
„Wenn Sie daran interessiert sind, wie sich Gene und DNA entwickeln, verlassen Sie sich auf mathematische Modelle und eine umfangreiche Stichprobe von Genen lebender Organismen, um das zu ergänzen, was wir aus dem Fossilienbestand verstehen.“
Die Studie wurde im veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften .