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¿Cuál es la diferencia entre la evolución de las aletas en ballenas y peces?

¿Cuál es la diferencia entre la evolución de las aletas en ballenas y peces?


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Para una tarea, recibí la siguiente pregunta:

¿Qué enunciado explica mejor la evolución de las aletas en ballenas y peces?

una. El antepasado común de las ballenas y los peces poseía genes para las aletas.

B. Las ballenas y los peces poseen las mismas mutaciones en sus genomas.

C. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces porque ambos las usan para nadar en el agua.

D. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces debido a diferentes mutaciones que ocurrieron en sus genomas.

mi. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces porque su ancestro común más reciente nadaba en el agua.

Mi respuesta es (c). De las opciones dadas, parece la más precisa. Siento que el lenguaje no es claro ya que muchos organismos que no tienen aletas nadan en el agua. Eso puede ser una lógica contra la opción. Pero, la respuesta dada es (d). Eso parece demasiado extraño, ya que incluso los humanos y los peces tienen diferentes mutaciones en sus genomas. (c) parece más apropiado ya que puede ejemplificar la evolución convergente.


Respuesta corta
d) es definitivamente correcto.

Fondo
El elemento crucial es que las ballenas regresaron de la tierra al mar y reevolucionaron sus aletas.

  • a) es incorrecta, ya que el antepasado común puede no haber tenido aletas. De hecho, se cree que fue una ascidia, una especie sedentaria sin aletas, que fue el antepasado más reciente de los peces.
  • b) es incorrecta, ya que pueden compartir algunos mutaciones, pero en general tienen mutaciones muy diferentes y genomas muy diferentes en conjunto, ya que son peces y mamíferos;
  • c) es incorrecta, ya que primero deben desarrollar las aletas antes de poder usarlas;
  • d) es correcta, ya que el énfasis en la respuesta está en

Las aletas evolucionaron en ballenas y peces debido a diferentes mutaciones que ocurrió en sus genomas.

Las aletas de las ballenas se han desarrollado a partir de brazos y patas. Por lo tanto, se están produciendo diferentes mutaciones, ya que los peces no tienen brazos ni pies.

  • e) El antepasado común de los peces y las ballenas puede haber estado en el agua, pero puede no haber tenido aletas.

Estoy de acuerdo con usted en que la pregunta es ambigua, y también que la respuesta más sensata sería C. Sin embargo, una podría haga también un argumento más o menos razonable a favor de varias otras respuestas.

una. El antepasado común de las ballenas y los peces poseía genes para las aletas.

Técnicamente, esta afirmación es cierta. Al menos algunas de las aletas de las ballenas y los peces son incluso lejanamente homólogas, a pesar de que los linajes que conducen a los tetrápodos (incluidas las ballenas) y los peces con aletas radiadas divergieron bastante temprano en su historia evolutiva.

(Específicamente, las aletas de las ballenas son extremidades anteriores tetrápodas modificadas, que son homólogas a las aletas pectorales de los peces con aletas radiadas. Si también se debe considerar que las aletas de las colas de las ballenas y los peces son homólogas es un poco más discutible: las estructuras de las aletas reales son muy diferentes, y presumiblemente comparten pocas o ninguna vía de desarrollo, pero la cola y la columna vertebral a las que se adhieren y por las que se alimentan es claramente una característica compartida de ambos grupos).

Sin embargo, aunque la historia evolutiva compartida mayo Explicar por qué los peces y las ballenas tienen aletas / aletas pectorales colocadas de manera similar, y por qué ambos tienen una columna flexible que soporta la natación ondulatoria con la ayuda de una aleta caudal. no explicar la evolución convergente de las extremidades anteriores de las ballenas (que antes estaban adaptadas para caminar sobre la tierra) en aletas en forma de aletas. Entonces, en ese sentido, aunque tal vez sea parcialmente correcto, esta respuesta también es bastante incompleta.

B. Las ballenas y los peces poseen las mismas mutaciones en sus genomas.

Es difícil incluso decir qué significa esta afirmación. En la medida en que es una reafirmación del hecho de que las ballenas y los peces comparten parte de su historia evolutiva (hasta la divergencia de los peces con aletas con huesos y con aletas radiadas), no es más ni menos correcto que la declaración A anterior.

Sin embargo, sospecho que el significado pretendido de esta afirmación es que las ballenas y los peces (con aletas radiadas) habrían desarrollado por separado las mismas mutaciones "formadoras de aletas" después de que sus linajes divergieran, lo cual es claramente incorrecto y también, incluso prima facie, estadísticamente muy improbable. Así que descartaría este.

C. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces porque ambos las usan para nadar en el agua.

Esta afirmación está escrita utilizando un lenguaje teleológico, que algunos pueden considerar engañoso, ya que podría malinterpretarse en el sentido de que implica que la evolución fue un proceso dirigido: podría interpretarse como diciendo que las ballenas necesitaban saber nadar, por lo que eligió evolucionar las aletas (o que alguna conciencia guía otorgado esas aletas). Esto es, por supuesto, incorrecto, o, al menos, no tenemos evidencia científica de que exista tal fuerza consciente que guíe la evolución, o de que algún organismo (con la discutible excepción de los humanos) sea capaz de dirigir deliberadamente su propia evolución.

Sin embargo, es muy posible interpretar esta afirmación de una manera que la haga perfectamente correcta: dado que tanto las ballenas como los peces se mueven nadando, poseer aletas (o algo similar a las aletas) es un rasgo ventajoso para ellos y, por lo tanto, ha sido favorecido por seleccion natural. Si se presiona, elegiría este como el mas correcto responder de las opciones dadas.

En particular, tenga en cuenta que el argumento de AliceD de que "primero tienen que desarrollar las aletas antes de poder usarlas" no es realmente cierto: los antepasados ​​de las ballenas y los peces nadaban mucho antes de que evolucionaran las aletas y, por lo tanto, la presión de selección en El favor de tener aletas (o estructuras en forma de aletas) ya estaba presente antes de que las aletas evolucionaran.

En particular, se cree que los primeros antepasados ​​acuáticos de las ballenas nadaron de forma muy parecida a las nutrias y focas modernas, utilizando sus extremidades en forma de aletas como aletas improvisadas. Si bien no hay un punto de transición discreto en el que se pueda decir definitivamente que las extremidades de ballena se convirtieron en aletas adecuadas, es Está claro que las aletas, y sus predecesores evolutivos directos, se estaban utilizando activamente para nadar, y que este hecho impulsó directamente su evolución hacia las aletas reales que tienen las ballenas modernas.

D. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces debido a diferentes mutaciones que ocurrieron en sus genomas.

Si bien es técnicamente correcto, esta afirmación es tan vaga que carece de sentido. Todos la evolución está impulsada por mutaciones, y esas mutaciones, al ser básicamente aleatorias, rara vez o nunca son iguales en dos linajes.

Ciertamente, sería tonto afirmar que "diferentes mutaciones que ocurren en sus genomas" es una explicación de por qué las ballenas y los peces desarrollaron aletas: los humanos también tienen constantemente diferentes mutaciones que ocurren en nuestros genomas, pero claramente no parece que seamos aletas en evolución. Tampoco lo son los cerdos, ni los abejorros ni los girasoles, a pesar de que todas esas especies (y, por supuesto, todas las demás también) también experimentan constantemente diferentes mutaciones en sus genomas.

Realmente, esta respuesta me recuerda la historia de una persona en un automóvil que se pierde y se detiene para preguntarle a un transeúnte dónde está; el transeúnte, después de pensarlo un momento, responde "estás en tu auto". Si bien técnicamente es correcta, esa respuesta es absolutamente inútil, y también lo es esta.

mi. Las aletas evolucionaron en ballenas y peces porque su antepasado común más reciente nadaba en el agua.

De nuevo, esta respuesta podría ser interpretado básicamente como una reformulación de la respuesta A y, por lo tanto, como parcialmente correcto. Sin embargo, ignora por completo la presión de selección convergente descrita en la respuesta C, que es responsable de la evolución más reciente de las aletas de ballena en algo que se asemeja a las aletas de pescado más que, digamos, las manos humanas o los pies de los hipopótamos (actualmente se cree que son los seres vivos más cercanos). parientes de ballenas y otros cetáceos). Por lo tanto, no elegiría esta respuesta, por la misma razón que no elegiría la respuesta A.


Esta fue una pregunta del Examen de Biología de Toronto de 2016, precisamente la pregunta 42.

Aunque la pregunta se hizo de manera vaga, d es la mejor respuesta. Es bastante obvio que si los animales están en el agua, las aletas eventualmente evolucionarán para mejorar su estado físico, eso es bastante obvio.

Sin embargo, si ambos están en el agua, ¿por qué sus aletas son diferentes? Esto toca el concepto más complejo de estructuras análogas; estructuras que realizan funciones similares pero son anatómicamente diferentes.

Bueno, ¿por qué son anatómicamente diferentes? Diferentes mutaciones en sus genomas dieron como resultado esas diferencias.

Por tanto, d es la mejor respuesta. Pregunta cuál "mejor" explica.


La creación de diferencias entre aletas y extremidades.

'Evo-devo', un campo interdisciplinario basado en la biología del desarrollo, incluye estudios sobre los procesos evolutivos que conducen a las morfologías y funciones de los órganos. Un tema fascinante en evo-devo es cómo las aletas de los peces evolucionaron hasta convertirse en miembros de tetrápodos. Los estudios realizados por muchos científicos, incluidos genetistas, biólogos matemáticos y paleontólogos, han llevado a la idea de que las aletas y las extremidades son órganos homólogos, ahora es el trabajo de los biólogos del desarrollo integrar estos datos en un escenario confiable para el mecanismo de aleta a evolución de las extremidades. Aquí, describimos la transición de aleta a extremidad basada en estudios de desarrollo recientes clave de varios campos de investigación que describen los mecanismos que pueden ser la base del desarrollo de aletas, aletas similares a extremidades y extremidades.

© 2012 Los Autores. Revista de Anatomía © 2012 Sociedad Anatómica.

Cifras

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¿Qué son los agnatanos?

Los agnatanos se refieren a peces o cráneos sin mandíbulas. Son vertebrados. Pero, a diferencia de otros tipos de peces, carecen de apéndices laterales o aletas emparejados en su estructura anatómica. La mayoría de los agnathans están extintos, sin embargo, todavía existen dos grupos principales. Son mixinas y lampreas. Los primeros agnathans son ostracoderm. Tampoco constan de huesos en sus escamas.

Figura 01: Agnathans

El pez bruja, en general, pertenece a un clado conocido como Myxini. Hay alrededor de 20 especies identificadas de mixinos. Son peces parecidos a las anguilas que viven en los fondos marinos profundos. Además, estos se encuentran principalmente en regiones polares. Además, estas especies muestran adaptaciones especiales, como la capacidad de moverse de forma retorcida y escapar de las garras de los depredadores. También poseen un cráneo cartilaginoso y también se les llama clado craneal.

Mientras tanto, las lampreas pertenecen al clado Petromyzontidae. Hay aproximadamente 30 a 40 especies de lampreas. También carecen de apéndices emparejados. Sin embargo, poseen una columna vertebral preliminar en comparación con la de los peces brujos.


Blog del Capitán y # 8217

Las aguas que rodean Victoria son un lugar emocionante para observar ballenas porque hay muchos tipos diferentes de vida silvestre que llaman hogar a esta región. Gente de todo el mundo acude en masa a esta área, emocionada de tener la oportunidad de ver al mayor depredador de los océanos del mundo: ¡la ballena asesina!

Crédito de la foto: Rachael Merrett (Orca Spirit Adventures)

A menudo, a muchas personas les sorprende que en realidad hay diferentes tipos de orcas que habitan los océanos del mundo y dos tipos pasan tiempo con frecuencia en el Mar Salish alrededor de Victoria. Estos diferentes tipos de orcas se denominan ecotipos y difieren en muchos aspectos, incluidos los tipos de alimentos que comen, sus estructuras sociales, idiomas, comportamientos, rangos de hogar e incluso en su apariencia. Alrededor de Victoria, los dos ecotipos diferentes de orcas que puede ver en un tour de avistamiento de ballenas se conocen como los residentes del sur y los transitorios o orcas de Bigg.

Cada población es genéticamente única y no se aparean entre sí. De hecho, la evidencia genética ha revelado que las poblaciones de orcas transitorias y residentes no han compartido un ancestro común durante al menos 750.000 años. Las orcas son las únicas especies conocidas que tienen poblaciones genéticamente segregadas debido a diferencias sociales y culturales y no porque estén separadas por una barrera geográfica. De hecho, las orcas residentes y transitorias se pueden ver relativamente cerca, pero nunca participarán en interacciones sociales.

Figura 1: (a) Rango de población de orcas residentes del sur y áreas de hábitat críticas identificadas (b) Rango de población de orcas transitorias. Crédito de gráficos: Programa de investigación de mamíferos marinos del Acuario de Vancouver

Las diferentes dietas son una característica distintiva importante entre los dos tipos de orcas que se encuentran en la costa suroeste de la isla de Vancouver. Los residentes del sur comen pescado y una pequeña cantidad de calamar. Sin embargo, son selectivos con el salmón y en particular con el Chinook, y constituyen aproximadamente el 90% de su dieta. Especializarse en Chinook tiene sentido cuando se considera que son las especies de salmón más grandes y gordas: las orcas obtienen el mejor "rendimiento por su dinero" al comer Chinook.

Las orcas transitorias o de Bigg, por otro lado, son los cazadores de mamíferos. Han evolucionado para ser excelentes depredadores de focas, marsopas, leones marinos, delfines e incluso otras especies de ballenas. Diferentes poblaciones de orcas han evolucionado para convertirse en depredadores expertos en diferentes tipos de presas, lo que reduce la competencia entre las poblaciones y les permite utilizar las diversas especies de presas que proporciona su entorno.

Orcas residentes que comen peces Orcas transitorias (de Bigg) que comen mamíferos

Los residentes del sur son una pequeña población dividida en tres grupos conocidos como J, K y L. Estos grupos están formados por múltiples líneas matrilíneas relacionadas que están más estrechamente relacionadas entre sí que con las líneas matrilíneas de los otros grupos. Todas las vainas socializan entre sí y se produce el apareamiento entre las vainas. Cuando nace en un grupo de residentes, permanecerá con su madre y su familia extendida por el resto de su vida, ya sea hombre o mujer. Esto crea grandes unidades familiares y vínculos muy estrechos entre los miembros.

Figura 2: Un ejemplo de matrilines dentro del K-pod de la población Residente del Sur. Crédito de la foto: Guía de identificación de ballenas asesinas residentes del sur del Centro de Investigación de Ballenas 2014.

La estructura social de las orcas transitorias es un poco más flexible que la de sus primos que comen pescado. Debido a que los Transitorios cazan mamíferos que tienen sentidos agudos para detectar a sus depredadores, no pueden viajar en grandes grupos porque sus presas los detectarían fácilmente. En cambio, viajan en matrilíneas: una hembra y su descendencia. Si la unidad familiar se vuelve demasiado grande y su éxito en la caza comienza a disminuir, las hijas adultas y cualquier descendencia que tengan que tender a separarse primero. Si no hay hijas adultas, entonces el hijo mayor del grupo se separará de la unidad familiar, pero los varones tienden a tratar de permanecer cerca de sus madres de por vida.

Figura 3: Un ejemplo de líneas matrices dentro de la población de orcas transitorias. Fuente: Catálogo de identificación con foto de las ballenas asesinas (transitorias) de Bigg de las aguas costeras de la Columbia Británica, el norte de Washington y el sur de Alaska. 2012.

Las orcas residentes y transitorias se ven ligeramente diferentes entre sí, pero se necesita un ojo entrenado para detectar las diferencias rápidamente. Los naturalistas y científicos marinos a menudo pueden identificar qué ecotipo están observando a los pocos minutos de detectar a las orcas. Las orcas transitorias son un poco más largas y pesadas que las orcas residentes, pero esto es difícil de identificar en el agua. Lo que es más obvio es la tendencia de las orcas transitorias a tener una punta puntiaguda en su aleta dorsal, mientras que los residentes tienen una punta más redondeada en la suya.

Todas las orcas tienen lo que se llama un parche en la espalda, que es un área de color blanco grisáceo justo detrás y que se extiende por debajo de su aleta dorsal. Los parches de silla de montar de las orcas transitorias son siempre sólidos o cerrados, mientras que los residentes pueden tener un parche de silla de montar cerrado o uno que tiene algún tipo de forma negra, lo que se llama un parche de silla de montar abierto. Las formas únicas de sus aletas dorsales y parches de silla de montar son las características que se utilizan para identificar a las orcas individuales en todo el mundo. Lo que hace que la identificación sea más desafiante es el hecho de que el parche de la silla de montar no es necesariamente una imagen especular de sí mismo a cada lado de la espalda de una orca y en realidad puede ser bastante diferente de un lado al otro. ¡Necesitas memorizar dos parches de silla por ballena para convertirte en un experto en identificar ballenas!

Figura 3: (a) Hembra de orca transitoria T11 con una punta puntiaguda en su aleta dorsal, grandes mellas de batallas con presas y un parche de silla de montar sólido o cerrado. (b) Mujer residente orca K-20 o Spock, mostrando una punta redondeada en su aleta dorsal y una gran abertura en el parche de su silla. Crédito de la foto: Rachael Merrett (Orca Spirit Adventures)

Otra distinción muy importante entre los cazadores de mamíferos y los comedores de pescado son sus vocalizaciones. Cada población de orcas tiene su propio conjunto de llamadas que no son utilizadas ni comprendidas por otras poblaciones de orcas. Los tres grupos de la comunidad de residentes del sur hablan el mismo idioma, pero cada grupo tiene su propio dialecto único de ese idioma. Algunas llamadas son únicas para cada grupo e incluso para cada línea materna. Las llamadas se aprenden y se transmiten de una generación a la siguiente.

Las orcas transitorias a lo largo de toda la costa de Columbia Británica utilizan un conjunto distintivo de llamadas, con algunas llamadas adicionales que pueden ser específicas de una región. Las vocalizaciones de las diferentes poblaciones de orcas son muy distintas y pueden usarse para identificar qué orcas e incluso qué matrilíneas están presentes en un área determinada. ¡Tener una escucha!

Vocalizaciones de orcas residentes del sur

Vocalizaciones de orcas transitorias (Bigg & # 8217s)

A medida que pasamos más y más tiempo con los diferentes ecotipos de orcas, ampliamos nuestro conocimiento y comprensión de sus diferencias. Las orcas son criaturas dinámicas e inteligentes que han evolucionado durante milenios, desarrollando poblaciones social y ecológicamente diversas. Seguimos aprendiendo de ellos y nuestra fascinación por sus vidas y sus familias crece cada día.


Unidad 2: Cetáceos

Las ballenas y los delfines son miembros del reino Animalia, phylum Chordata y clase Mammalia. Eso significa que las ballenas y los delfines son mamíferos, no peces. Dan a luz a sus crías en lugar de poner huevos. Amamantan a sus crías a través de las glándulas mamarias y brindan un cuidado parental extenso a sus crías. En conjunto, colocamos todas las 80-90 ballenas y delfines en el orden cetáceo. Cetus del latín que significa ballena. Los cetáceos generalmente se clasifican en dos subórdenes distintos: Mysticeti (ballenas con barbas) y Odontoceti (ballenas dentadas).

La evolución de las ballenas

El registro fósil de ballenas y delfines nos muestra que son descendientes de mamíferos terrestres. Aunque han tenido un gran éxito, las ballenas tienen muchas características que no son ideales para la vida en el océano. Para empezar, las ballenas y los delfines respiran aire, limitándolos a la vida en la superficie. Son de sangre caliente y la mayoría de las especies luchan por mantener altas temperaturas corporales. Tienen una columna y una pelvis que se mueven hacia arriba y hacia abajo como otros mamíferos, en lugar del movimiento de lado a lado de los peces. La estructura ósea de sus aletas coincide con la de los mamíferos terrestres con pezuñas más que con la de los peces. Amamantan a sus crías con leche y la mayoría de las especies tienen pelo o pelaje. Además, muchas ballenas tienen huesos residuales en las patas que ya no están adheridos a la pelvis.

Huesos fosilizados del Valle de las Ballenas en Egipto. Imagen de Wikipedia Commons

Una gran diversidad de ballenas y fósiles de antepasados ​​de ballenas cuentan una historia evolutiva convincente del movimiento de la tierra al agua. Los ancestros de las ballenas antiguas probablemente se trasladaron al agua para aprovechar los abundantes recursos alimenticios y gradualmente con el tiempo evolucionaron hasta convertirse en ballenas modernas de gran éxito. Mire un videoclip de PBS Evolution para obtener más información sobre la evolución de las ballenas.

El desarrollo embriológico de las ballenas que viven en el presente también cuenta una historia de su historia evolutiva. En muchas ballenas embrionarias, los brotes externos de las patas traseras son visibles durante un tiempo, pero luego desaparecen a medida que la ballena crece. Algunos embriones de ballena desarrollarán pelo y pabellones auditivos rudimentarios, que desaparecen antes del nacimiento. En algunas especies de ballenas, los embriones en desarrollo comienzan con fosas nasales en la parte delantera de la cabeza como los mamíferos terrestres, solo para que estos migren hacia atrás a la posición del orificio de ventilación a medida que la ballena embrionaria continúa desarrollándose.

Mysticeti (ballenas barbadas)

Descripción: Mysticeti son los animales vivos más grandes que jamás hayan existido en la Tierra. Son más grandes que los elefantes y algunos incluso más grandes que el más grande de los dinosaurios. Las ballenas azules, la especie de ballena más grande de la Tierra, tienen una longitud adulta promedio de 80 pies (24 metros) y se han medido hasta 98 ​​pies (30 metros). Es imposible pesar un animal así, pero las estimaciones han colocado a los grandes cerca de las 190 toneladas métricas. Lo que se pierde en ese tamaño es lo largos y elegantes que son estos animales. Las ballenas azules son también algunos de los animales que nadan más rápido en el océano, alcanzando los 50 kilómetros por hora en distancias cortas. Todas las ballenas barbadas tienen cráneos grandes convexos con placas barbadas adheridas que cuelgan del maxilar superior del cráneo. Las ballenas barbadas también tienen un gran orificio nasal doble en la parte superior de la cabeza a través del cual respiran.

Las ballenas grises usan unas 300 placas con barbas adheridas al paladar para filtrar la comida del agua y los sedimentos. En comparación con otras ballenas barbadas, la ballena gris barbada es bastante corta, con una longitud de entre cinco y 25 centímetros. Imagen de: Revista Haikai, Foto de Christopher Swann / Minden Pictures

Alimentación: Aparte de su tamaño, la característica más distintiva de mysticeti & # 8217 son las placas con barbas que cuelgan de su mandíbula superior. Las ballenas usan estas placas con barbas para filtrar alimentos como peces pequeños, krill y plancton de inmensas cantidades de agua. Puede parecer extraño que los animales más grandes de la tierra se alimenten de organismos que suelen tener menos de una pulgada de largo, pero desde una perspectiva ecológica tiene mucho sentido. El krill, los copépodos y otros tipos de plancton son algunas de las formas de vida más abundantes (por peso) en la Tierra.

Todas las ballenas barbadas se alimentan por filtración, pero diferentes ballenas utilizan una variedad de estrategias diferentes para capturar comida. Algunas ballenas, como las ballenas de Groenlandia y las ballenas francas, tienen barbas excepcionalmente largas. Rozarán la superficie del agua con la boca abierta, acumulando un pequeño fitoplancton en la boca. (Clip de YouTube) Algunas ballenas, como las ballenas azules y de aleta, nadarán rápidamente hacia los bancos de presas, engullendo enormes bancos de presas a la vez y filtrando el agua cuando cierran sus bocas muy grandes. (Clip de YouTube) Las ballenas grises, que tienen barbas muy cortas y rígidas, se alimentan raspando el costado de la cabeza a lo largo del fondo, succionando bocados de sedimento y filtrando los crustáceos que viven en el lodo. Las ballenas jorobadas tienen algunos de los estilos de alimentación más interesantes de todos. A menudo se alimentan en pequeños grupos produciendo redes de burbujas para atrapar bancos de peces. (Clip de YouTube)

A diferencia de otras ballenas barbadas, las ballenas grises se alimentan de organismos que habitan en el fondo aspirando sedimentos y filtrando gusanos y crustáceos. Imagen de Flip Nicklin, imagen encontrada en The Smithsonian Insider.

Ciclos de vida: El ciclo de vida de la mayoría de las ballenas barbadas incluye madurez reproductiva tardía, largos períodos de gestación y crías cada 3-4 años. Las madres de ballenas barbadas amamantarán a sus crías hasta por dos años. La mayoría de las especies de ballenas barbadas realizan grandes migraciones y el parto a menudo tiene lugar en aguas tranquilas, poco profundas y protegidas. La mayoría de las ballenas barbadas se alimentan en las aguas más frías y ricas en nutrientes de las latitudes más altas. Las ballenas barbadas generalmente se consideran menos sociales que sus primos gregarios, las ballenas dentarias, pero formarán pequeños grupos de alimentación o apareamiento. Las ballenas barbadas tienen una variedad de estilos de cortejo y pueden ser muy competitivas, a menudo elaboradas y, a veces, agresivas. Los machos jorobados, los más singulares en este sentido, participan en un & # 8220sing off & # 8221 anual para atraer a posibles parejas femeninas.

Comportamiento: Observar ballenas puede ser una experiencia emocionante. Esto es a pesar de que pasan gran parte de su tiempo bajo el agua. Se pueden observar varios comportamientos obvios al observar ballenas. Las ballenas a menudo sacan la cabeza del agua para mirar a su alrededor en un movimiento llamado salto espía. A veces, se lanzan completamente fuera del agua en un movimiento llamado romper. Las ballenas también pueden golpear sus aletas o aletas (colas) para producir sonidos que se pueden escuchar a grandes distancias.

Odonticeti (ballenas dentadas)

Delfín de cara blanca del Pacífico, Imagen de wikipedia

Descripción: Con la notable excepción del cachalote, las ballenas dentadas son más pequeñas que las ballenas barbadas. Tienen cerebros muy desarrollados y son depredadores agresivos. Las ballenas dentadas tienen cráneos cóncavos con un gran órgano bulboso llamado melón, que utilizan para enfocar el sonido.

Comportamiento: Las ballenas dentadas se definen por sus grupos sociales que suelen ser grandes familias extendidas lideradas por un jefe matriarcal. Los machos, especialmente los cachalotes macho, son más propensos a aislarse en grupos de solteros. & # 8221 Los grupos más pequeños a menudo se unen para formar & # 8220super pods & # 8221 más grandes con el propósito de seleccionar pareja. Los delfines y las ballenas dentadas dan la apariencia de ser muy juguetones y realizan frecuentes exhibiciones aéreas y acrobáticas. A menudo se observa a los delfines montando las olas, empujados por la parte delantera de los botes en un comportamiento llamado montar a proa o incluso surfear.

Alimentación: Como en todas las cosas, las ballenas dentadas se alimentan en grupos. A menudo, trabajando colectivamente como una unidad, son cazadores muy adaptados. Se ha observado que los delfines acorralan con éxito a los peces en áreas poco profundas donde son fáciles de comer. Aún más notable, las orcas a veces se posan en playas poco profundas cuando van tras pinnípedos o pingüinos. Las ballenas dentadas hacen un uso extensivo de la ecolocalización para localizar y, en algunos casos, pueden utilizar el sonido para desactivar o & # 8220stun & # 8221 a sus presas. Los cachalotes, en particular, tienen un gran arsenal de sonidos para localizar y desactivar a sus presas. Sus habilidades para la caza están tan bien adaptadas que los grandes cardúmenes de atunes a menudo siguen debajo de grupos de delfines, aprovechando la capacidad de los delfines para localizar presas a través de la ecolocalización. Algunos grupos de ballenas dentadas son migratorias y otros prefieren quedarse en hábitats locales. Las ballenas dentadas a menudo se sumergen a grandes profundidades en busca de presas (particularmente calamares). En particular, los cachalotes pueden sumergirse a profundidades de tres kilómetros y permanecer en el suelo durante más de una hora.

Preguntas para investigar

Utilice la lectura anterior y la plataforma de diapositivas de esta unidad para ayudarlo a responder estas preguntas.


¿Cuál es la diferencia entre la evolución de las aletas en ballenas y peces? - biología

¿No es extraño que haya un grupo de mamíferos que respiran aire que viven en un ambiente que puede resultar en asfixia? Aparte de los humanos en el espacio, las únicas otras criaturas que eligieron dejar sus zonas de confort son los cetáceos (ballenas y marsopas).

La explicación para los humanos es simple: aventura y / o estupidez. Pero ¿qué pasa con las ballenas?

La anatomía comparada es el estudio de las similitudes y diferencias en la anatomía de las diferentes especies. Durante mucho tiempo ha servido como una de las principales evidencias de la evolución, debido a que es muy concreto y no requiere una gran tecnología.

Los científicos profundizarán más que solo observar la apariencia externa de los organismos. Muchas veces, los científicos usan huesos para determinar similitudes y diferencias en la anatomía comparada. Hay dos tipos de estructuras que ahora investigarás. Ambos se han utilizado para determinar la evolución de las ballenas.

Las primeras son las estructuras homólogas. Estas son partes del cuerpo en organismos que tienen una estructura similar a las partes comparativas de otros organismos. Un ejemplo de esto es la estructura ósea en las extremidades de diferentes mamíferos, que se muestra a continuación.

Reflexiona sobre esto

¿Con qué frecuencia evolucionan las criaturas para dejar un entorno por otro? ¿Hay otros ejemplos?

¿Cómo y por qué el hueso pélvico y las patas traseras de las ballenas se desprendieron de su columna vertebral? ¿Cuáles son las ventajas evolutivas de la misma?

¿Por qué los cetáceos se adaptaron a un medio ambiente completamente acuático, mientras que los antiguos animales semiacuáticos como los cocodrilos y los caimanes permanecen sin cambios?

Discutir
Lecturas adicionales

Paleoantropología y Anatomía Comparada, del departamento de Antropología del University College London.


¿Por qué las ballenas desarrollaron aletas de cola horizontales en lugar de verticales como los peces?

Me gustaría conocer los supuestos matices detrás de esta pregunta, si fue pura casualidad o si hubo una reducción inicial de costos para que evolucionen hacia un nicho acuático al hacerlo de esta manera. O si hubiera una ventaja real en tener aletas de cola horizontales para animales marinos extremadamente grandes.

Porque las espinas de los mamíferos están diseñadas para flexionarse horizontalmente, a diferencia de las espinas de los peces, que se flexionan lateralmente. Esto permite a los mamíferos más movilidad, porque una columna vertebral que se dobla horizontalmente ayuda a correr sobre 4 patas. Cuando los ancestros de las ballenas regresaron al agua, utilizaron movimientos horizontales porque generaban mayor cantidad de fuerza, ya que los músculos y la estructura esquelética ya estaban dispuestos de esa manera. Y es por eso que las aletas de cola son horizontales: la aleta está dispuesta ortogonalmente a la fuerza principal que impulsa el cuerpo porque eso le da la mayor resistencia. Si miras a otros mamíferos marinos como focas y manatíes, es una historia similar.

Vine aqui para publicar esto. ¡Mira cómo corre un perro o un guepardo!

Precisamente. Si nos fijamos en los ictiosaurios, están dispuestos como peces porque los primeros reptiles todavía doblan el cuerpo de un lado a otro como los peces. En las ballenas, simplemente doble su espalda para ver en qué dirección es más fuerte de lado a lado o de adelante hacia atrás. Definitivamente somos más fuertes inclinándonos hacia adelante.

Entonces, ahora que eso está aclarado: ¿hay otros beneficios para cualquiera de las orientaciones que sepamos?

Entonces, ¿cuándo pasaron las espinas de los mamíferos de horizontal a lateral?

En el otro lado, las focas, las tortugas, las ranas y los pingüinos no tienen aletas de cola altas o planas porque usan una propulsión más parecida a un remo para nadar.

Así que la locomoción de las ballenas se parece más al twerking que al batido de leche.

Supongo que porque evolucionaron a partir de criaturas con patas traseras. Si junta las piernas, solo puede moverlas hacia arriba y hacia abajo, por lo que una aleta horizontal agregada al final impulsaría más su movimiento.

Los peces, por otro lado, no tienen realmente ese problema y se mueven moviendo la columna vertebral de lado a lado, de ahí una aleta caudal vertical.

Estoy tratando de averiguar si crees que la cola de las ballenas se debe a que sus patas están fusionadas. Su cola es una extensión de su columna vertebral como todas las colas. Las ballenas tienen restos de los huesos de las patas en el cuerpo, pero no en la cola.

Mammals vertebrae are more rigid than fish to stabilize better while walking (also we have a box like rib cage and are the only one that have diaphragm) Despite being an marine animal, whales inherited this trait and ondulate vertically while locomoting like a horse galloping rather than laterally like a fish swimming ir a lizard crawling. We can observe that while salamanders, snakes, crocs and lizards are swimming they kind of imitate fish, some extinct marine reptile like ictiosaurs also evolved vertical fishlike fins by swimming this way. But aquatic mammals, descendants of upright legs animais, moves more simillary to it’s terrestrial counterparts. Not only this happens to whales but also to manatees, otters and beavers with their flat rather than tall tails.

I figured the undulation seeded the fitness that would force adaptive developement in that direction to begin with.

I read somewhere that for equal body size with other aquatic vertebra, whales are in fact worse swimmers (take Dolphin vs Swordfish/shark/Tuna) apples-to apples-to their vertical tailbone counterparts, perhaps having something to do with their suboptimal motility. But also offset this disadvantage by the fact that their warm blooded metabolism helps them keep up for burst and sustain.

For the same reason you flap your legs up and down not side to side when doing butterfly stroke.

There’s a section in Jerry Coyne’s book, Why Evolution is True, that talks about Whale evolution. Quite interesting.

because they hadvlegs at one point. Try moving your hips any legs together up and down and then side to side and see what feels better.

Whales are mammals evolved from previously land dwelling mammals. Dinosaurs and mammals have a more upright posture with their legs beneath them so as they walk they flex in the forward and backward direction instead of side to side. The ancestral state was a side to side motion still seen in lizards, amphibians, and fish.

Because whale ancestors flexed in an up and down or forward and backward direction already they retained it when they lost their legs and their tail followed the same motion as the rest of their body.

The short answer is that whales are mammals, fish are not. They move differently because of that. Both methods work so there’s no reason to change this because they stopped having legs. Snakes still move side to side without legs because that’s how lizards move never developing the more upright posture. With legs a more upright posture helps with speed.

I don’t have a clue about an actual answer, but I wanna guess. I’m hoping some whale biologist will come along and tell how wrong our right I am.
I bet there probably isn’t too big a difference efficiency while completely submerged. Where I think the difference comes in is that whales, like dolphins, sea lions, seals all have horizontal tails because they all need to break surface to breathe. In addition, I’m pretty sure all water mammal ancestors were land walkers. Mammals have their rear appendages arranged horizontal to one another, so it would make sense that as the legs shortened and became more fin like that the fins would be horizontal. I think the fact that they breathe air also encouraged the fins to remain horizontal because it would be easier for the water mammal ancestors to angle the fins to go up. I’m sure their incredible ability to hold their breaths took some time to evolve and in that time their ancestors would need every advantage to stay under longer and break the surface faster and cheaper.
Here’s to Hoping an expert will come sort me out.


Toothed Whales

It may come as a surprise to learn that the toothed whales include all species of dolphins and porpoises. In fact, 32 species of dolphins and 6 species of porpoises are toothed whales. Orcas, sometimes called killer whales, are actually the world's largest dolphins. While whales are larger than dolphins, dolphins are large (and more talkative) than porpoises.

Some toothed whales are freshwater animals these include six species of river dolphins. River dolphins are freshwater mammals with long snouts and small eyes, which live in rivers in Asia and South America. Like baleen whales, many species of toothed whales are endangered.

  • Are generally smaller than baleen whales, although there are some exceptions (e.g., the sperm whale and Baird's beaked whale).
  • Are active predators and have teeth that they use to catch their prey and swallow it whole. The prey varies depending on species but can include fish, seals, sea lions or even other whales.
  • Have a much stronger social structure than baleen whales, often gathering in pods with a stable social structure.
  • Have one blowhole on top of their head.
  • Unlike baleen whales, males of toothed whales species are usually larger than females.

Examples of toothed whales include the beluga whale, bottlenose dolphin, and common dolphin.


The evolution of whales

In Moby Dick, Herman Melville has his protagonist enumerate the reasons why scientists believe that whales are mammals, but then, with bold eloquence, he exclaims: “Be it known that, waving all argument, I take the good old fashioned ground that the whale is a fish, and call upon holy Jonah to back me.”

That American classic was written in 1851, eight years before the publication of another classic that shook the intellectual world of its time: The Origin of Species. In it, Charles Darwin proposed that all species were descended from other species and eventually had one common ancestor. With whales being mammals, and mammalian ancestors being land animals, whale ancestors must have lived on land too. Even Darwin struggled with that concept, he proposed, in the first edition of his book, that whales might have evolved from ancestors that waded in rivers catching insects. This brought ridicule from his readers, and the statement was shortened in subsequent editions until whale origins was banished altogether in the last edition published during his life.

Indeed, the land ancestry of whales remained a thorny issue for the scientists, as all fossil whales, throughout the 19th and much of the 20th century showed the fully aquatic features of animals that could not survive on land. Where were those land ancestors, or the intermediates to life in water, creationists demanded and they made fun of the idea that whales were somehow related to cows and their even-toed relatives, calling the idea an "udder" failure.

That all changed in the 1990s and 2000s, when a remarkable series of fossils was discovered: intermediate animals showing a mix of land and water features water ancestral to all modern cetaceans (whales, dolphins, porpoises). The relevant fossil record went from non-existent to excellent, and confirmed the molecular biologists’ finding that the closest relatives of cetaceans were indeed the artiodactyls (even-toed ungulates including cattle, deer, pigs, hippos, camels, and giraffe).

Now, so many fossils have been found that it became possible to study evolutionary changes in great detail, allowing an unprecedented understanding of land adaptations evolving into water adaptations. Such evolutionary changes occurred throughout the body. The limbs lost their function in body support, but now had to work as locomotor organs in the new, dense medium. The ears had to change, since sound in water is very different from sound in air. The nose shifted back onto the forehead, to make breathing while submerged easier. The kidneys also changed, since freshwater is not available to drink in ocean living mammals. And all of those changes, and many others, accumulated in short succession. In eight million years, cetacean ancestors went from land mammals to obligate marine swimmers. This early phase in cetacean evolution was characterized by great experimentation. There were crocodile-like whales, otter-like whales, and seal-like whales, and all these body plans were tested and then went extinct, until, in the end, only one body type was left. This is the same body type present in all roughly 90 modern species of cetaceans: a streamlined body with no neck, ending in a horizontally placed triangular fluke, lacking external hind limbs and with paddle shaped forelimbs, with a skin that is mostly devoid of hair, and a nose opening that forms the blowhole on the forehead. However, the traces of the ancestral land mammal ancestors are still retained in cetacean embryos, which have a distinct neck, with a long and narrow tail instead of a fluke, and with hind limbs that protrude from the body. Hairs are common on the faces of small fetuses, and the nasal opening is at the tip of the nose.

With the new fossils and DNA data, molecular biologists were also able to solve Darwin’s vexing problem of what whales are related to. The DNA evidence points to one particular artiodactyl as the closest relative to whales: the hippopotamus. However, the last common ancestor of hippos and whales goes back some 50 million years, and it did not look at all like a hippo or a whale. Fossil evidence indicates that a nimble, deer-like mammal called Indohyus is even more closely related to whales. It is possible that both cetaceans and hippos are derived from Indohyus or a similar species. Indohyus lived near the northern edge of the Indian subcontinent at a time when the Himalayas were just forming, and the Tethys Sea separated the Indian and Asian land masses. It is here that cetaceans originated.

Indoyus was the size of a cat, but proportionally more similar to a deer without antlers. In looks, Indohyus may have been similar to the modern mouse deer of Africa and Southeast Asia. Mouse deer eat fruits and leaves on the forest floor, and like to live near small streams. When they perceive danger, they jump into the water, hiding fully submerged. It is possible that Indohyus lived similarly, and that predator avoidance was the first aquatic behavior displayed by the ancestors of cetaceans. From the chemistry of the teeth, it is clear that Indohyus was a plant eater, and its dense bones suggest that they functioned as ballast, allowing the animal to stay submerged. Aged individuals have teeth that are worn down with use, and that tooth wear is different from that of related plant-eaters. In fact, the tooth wear looks more similar to that of the meat-eating early whales. This is a puzzle that is not solved and maybe Indohyus ate a kind of plant food that required processing by teeth similar to meat. That feature may have helped it as its descendants became meat-eating whales.

The next step on the evolutionary ladder are the first cetaceans, pakicetids. Like Indohyus, pakicetids are only known from Pakistan and India. Even though they are the first whales, they looked nothing like modern whales. Instead, they were more similar to a large dog or wolf. Their fossils are only ever found in rocks that formed in shallow streams, never in the ocean, and it is likely that pakicetids were waders or bottom walkers in these streams. Their dentition indicates that they are meat eaters, and their eyes and ears are located high on the skull, a feature often associated with animals that have a submerged body, but are interested in things that happen out of the water, such as crocodiles spying for terrestrial prey. It is indeed thought that pakicetids were ambush predators, preying on land animals coming to the water to drink, or maybe catching fish trapped in shallow water.

Around 48 million years ago, cetaceans moved toward the ocean. The first known species to do this is Ambulocetus natans. Ambulocetus is known from Pakistan, and only one complete skeleton has ever been discovered. It resembles crocodiles even more than pakicetids, while pakicetids had long limbs that could raise it up on land, Ambulocetus was more sprawling. Ambulocetus’ limbs are short, the tail powerful and the snout long. In spite of the short limbs, the feet are large, and they were probably the organ that these animals swam with. Even though there is an abundance of marine shells associated with the rocks that Ambulocetus is found in, it is also clear that there was freshwater nearby. Ambulocetus was possibly coastal, still taking advantage of thirsty prey coming to drink, but also venturing out in lagoons and the surf.

Following pakicetids and Ambulocetus in time as well as on the evolutionary branches leading to modern cetaceans are remingtonocetids, again a family known only from Pakistan and India. The trend toward more aquatic life continues, the limbs are shorter than in the earlier whales, and the tail is long and powerful. The shape of the vertebrae indicates that remingtonocetids do not have a fluke, but the tail vertebrae are somewhat flattened, suggesting that the tail was flat in the horizontal plane. It is likely that they swung this tail through the water in an up-down movement, which is of course the movement that the modern cetaceans make to propel themselves with their triangular fluke. Some other features are also indicative of more aquatic life. The eyes of remingtonocetids are small, suggesting that they were less important in catching prey, and indeed, the rocks that these fossils are found in indicate that many remingtonocetids lived in swamps with muddy water. The placement of the eyes is also unusual. Instead of being located on the top of the head, to see outside the water, remingtonocetid eyes are placed on the side of the head, consistent with hunting aquatic prey. The part of the skull that houses the remingtonocetid ear is large, suggesting that they had excellent hearing. It is likely that remingtonocetids used their ears in prey detection, a feature in common with modern toothed whales.

Protocetid cetaceans lived at the same time as remingtonocetids, but in somewhat different habitats. In addition to South Asia, protocetids also conquered the oceans, and have been found in continents from Africa to South and North America. Unlike the earlier families, this implies that protocetids were able to cross large stretches of water and were thus good swimmers. They are a diverse group, with much morphological diversity. It is clear that some protocetids had a tail similar to that of ambulocetids and remingtonocetids, and it is also possible that some already had a fluke.

Unlike remingtonocetids, protocetids are found in localities that indicate open, clear water, and they had big eyes. Protocetids are also the first whales in which the nasal opening is not near the tip of the snout, it has shifted higher up on the skull, although it is not a blowhole like it is in modern cetaceans. They still had powerful fore- and hind limbs allowing them to come ashore and get around on land, and possibly hauled out for functions related to reproduction, similar to modern sea lions. They may have been the first cetacean pursuit predators in open water.

The first fully aquatic cetaceans, and the group from which all modern cetaceans are derived, are the basilosaurids. Just like protocetids, basilosaurids are distributed widely across the world. Basilosaurids have the familiar attributes of modern cetaceans, they are streamlined, they have a fluke, and their forelimb is a paddle. Unlike modern whales, basilosaurids did have external hind limbs, but these were so small that they could not bear the animal’s weight, and their function, if any, is unclear. Some basilosaurids looked like a dolphin, and it is likely that their lifestyle resembled that of dolphins.

The entire evolutionary sequence, from little Indohyus diving into streams, to modern cetacean-like basilosaurids took about 8 million years. Evolution designed new forms, tried them out, and discarded most of them, until at the end only the modern cetacean body plan remained. It is mind-boggling to think that all the different organs – limbs, ears, nose – had to change all at the same time, and one wonders how the genome changes needed to enable the morphological changes accumulated.

With such a complete fossil record, a rich diversity of modern whales and their embryos, and the powerful new molecular techniques, it may be possible to approach that question. Could it be that some changes in the genome affected several disparate organ systems simultaneously, in fact creating an evolutionary shortcut that created novel morphologies at a high rate? This is an exciting concept. If we are able to identify some genes that are engaged in the development of multiple organ systems and that show consistent differences between cetaceans and other mammals, we may have identified the fingerprints of the process of cetacean origins.

J. G. M. ‘Hans’ Thewissen is the Ingalls Brown Professor of Anatomy at Northeast Ohio Medical University. He is the author of The Walking Whales: From Land to Water in Eight Million Years.


Whale, dolphin blowholes developed differently, research reveals

April 28 (UPI) -- All whales have blowholes, but not all of them evolved them the same way -- according to a new study, the two major forms of cetaceans turned their noses into blowholes in different ways.

Cetaceans, the group of marine mammals that includes whales and dolphins, evolved from land mammals. The earliest cetaceans had noses a lot like their land-based relatives, but at some point, the forward-pointing nose became an upward-facing blowhole.

Often, scientists trying to understand the evolutionary origins of a distinct anatomical feature focus on fossils. For the latest study, presented this week in the Experimental Biology meeting, scientists observed the development of spotted dolphin and fin whale embryos and fetuses.

During embryonic and fetal development, researchers watched as the nasal passage initially formed like a nose before migrating back to its position atop the body, where blowholes are found.

"The main difference is in which other parts of the skull change orientation in relation to the nasal passage," study lead author Rachel Roston told UPI in an email.

Scientists were surprised to find the development of the blowhole during embryonic and fetal development followed two distinct patterns.

"In dolphins, which are toothed whales, odontocetes, those changes occur in the middle of the skull. But, in fin whales, which are baleen whales, mysticetes, we did not see the same changes the middle of the skull as the dolphins," said Roston, a postdoctoral fellow at the University of Washington.

Instead, the anatomical transformation in fin whales involves the rear of the skull, at the nexus of the neck and vertebral column.

"Other closely-related species seem to follow each pattern," Roston said. "So, it seems there are at least two ways to reorient the nasal passage into a blowhole during development, one in toothed whales and another in baleen whales."

Because most previous studies have focused on the shapes and structures of whale blowholes, Roston and her colleagues wanted to look at how the nasal passage relates to the other parts of the head and body.

The differences in the way the nasal passage reorients itself during prenatal development may help explain the functional difference in the blowholes of toothed and baleen whales.

"Baleen whales use their nasal passages for breathing, and toothed whales use their nasal passages for both breathing and echolocation," Roston said.

"So, the differences in development that we've identified are accompanied by many other interesting functional and anatomical differences in the two groups," Roston said.

As so often happens, researchers said their findings have raised more new questions about blowhole evolution than they have answered.

"It will be interesting to see how these developmental differences relate to other differences in blowhole and head anatomy among fossil and living cetaceans," Roston said.

"Likewise, it will be interesting to see how these discoveries in cetacean development reshape how we think about skull and head development and evolution in other mammals," she said.


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