Das Rückgrat der Evolution: Wie die Wirbelsäule Wale und Delfine veränderte

Eine Studie zeigt, wie die Wirbelsäule von Meeressäugern wie Delfinen umgestaltet wurde, um ihr Schwimmen zu optimieren, wobei sich mehr Bereiche im Schwanz als im Rumpf befinden. Siehe die Details.

Die besondere Art, wie Delfine und Wale schwimmen, ist auf eine Reihe von Anpassungen zurückzuführen, die sie im Laufe von Millionen von Jahren entwickelt haben.

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein Unterwasserforscher und treffen auf einen majestätischen Buckelwal oder eine freundliche Gruppe von Delfinen. Wenn Sie ihre eleganten und kraftvollen Bewegungen beobachten, wird Ihnen vielleicht nicht klar, welch komplexe "Technik" hinter jedem Flossenschlag steckt.

Unter dieser weichen, glatten Haut befindet sich ein Skelett, das perfekt an das Leben im Wasser angepasst ist, und die Wirbelsäule ist eines seiner wichtigsten Teile.

Wie haben sie es geschafft, vom Laufen an Land zum anmutigen Schwimmen im Ozean zu gelangen? Eine faszinierende Geschichte über die Verwandlung und Evolution der Knochen!

Vom Land zum Meer, ein radikaler Wandel

Vor Millionen von Jahren waren die Vorfahren der Wale und Delfine vierbeinige Landsäugetiere, die in der Nähe von Gewässern lebten.

Eine kürzlich in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt deutlich, wie die Wirbelsäulen dieser Meeressäuger umgestaltet wurden, als sich ihre Vorfahren an das Leben im Wasser anpassten.

Im Laufe der Zeit und aus Gründen, die noch nicht vollständig geklärt sind, begannen diese Tiere, sich an das Leben im Wasser anzupassen. Diese radikale Veränderung umfasste eine Reihe von Modifikationen an ihren Körpern, insbesondere an ihren Skeletten.

Die Wirbel, die früher kurz und robust waren, haben sich verlängert und sind flexibler geworden, um die für das Schwimmen erforderlichen wellenförmigen Bewegungen zu ermöglichen.

Darüber hinaus wurde die Lendenregion, die bei Landsäugetieren mit der Fortbewegung auf vier Beinen verbunden ist, bei Walen deutlich reduziert.

Die Wirbelsäule: mehr als eine Stütze

Bei Walen und Delfinen erfüllt die Wirbelsäule ganz andere Funktionen als bei ihren terrestrischen Vorfahren.

Die Wirbelsäule ist nicht nur die Stütze des Körpers, sondern auch die zentrale Achse für den Antrieb im Wasser. Dank ihrer Flexibilität und der großen Anzahl von Wirbeln können Wale und Delfine durch Auf- und Abwärtsbewegungen ihres Körpers eine beträchtliche Vortriebskraft erzeugen.

Eine weitere wichtige Funktion der Wirbelsäule von Walen und Delfinen besteht darin, dass sie eine Vielzahl von Bewegungen ermöglicht, wie z. B. seitliche Beugung, Drehung und Streckung, was die Ausführung von Aufgaben wie Jagd, Kommunikation und Fortpflanzung erleichtert.

Delfinschwanz — Im Vergleich zu anderen Säugetieren haben Wale und Delfine mehr Schwanzteile, was ihnen hilft, besser zu schwimmen.

"Je mehr Wirbel sie haben, desto größer ist ihre Fähigkeit, bestimmte Schwanzbewegungen zu kontrollieren", erklärt Amandine Gillet von der Harvard University und eine der Autorinnen der Studie.

Wirbelsäulenregionen und Lebensstile

Diese neue Studie wirft die Hypothese der "verschachtelten Regionen" auf, die besagt, dass die Wirbelsäule von Walen und Delfinen in verschiedene Regionen unterteilt ist, die jeweils eine bestimmte Funktion haben.

Diese Regionen variieren in Anzahl und Größe je nach Art und hängen mit dem Lebensraum und der Lebensweise der Tiere zusammen:

Buckelwale: Diese majestätischen Kreaturen leben in offenen Ozeanen und ernähren sich von kleinen Krustentieren. Ihre Wirbelsäule ist im Schwanzbereich sehr flexibel, was ihnen spektakuläre Sprünge und die Erzeugung großer Luftblasen ermöglicht, mit denen sie ihre Beute fangen.
Orcas: Diese Raubtiere leben in einer Vielzahl von Lebensräumen, von den Polarmeeren bis zu tropischen Gewässern. Ihre Stacheln sind steifer als die von Buckelwalen, was ihnen mehr Stabilität und Kraft für die Jagd verleiht .
Delfine: Delfine sind sehr gesellige und wendige Tiere. Ihre Stacheln ermöglichen ihnen schnelle und präzise Bewegungen, was die Jagd, die Kommunikation und das Spiel erleichtert.

Der Übergang von der terrestrischen zur aquatischen Umwelt zwang die Wale, ihr Skelett anzupassen, um zu überleben.

Während dieses Prozesses verloren sie ihr Kreuzbein - den Knochen, der bei Landsäugetieren das Becken mit der Wirbelsäule verbindet - und passten ihre Schwanzwirbel an, um sie flacher zu machen, damit sie besser schwimmen konnten.

Aus einer Struktur, die für das Leben an Land konzipiert war, entwickelte sich eine Anpassung, die es diesen Tieren ermöglichte, die Ozeane zu erobern und zu einigen der faszinierendsten Lebewesen auf unserem Planeten zu werden.

Jede Bewegung, jeder Flossenschlag ist möglich dank einer Wirbelsäule, die in einzigartiger Weise angepasst wurde, um diese spektakulären Meeressäuger zu wahren Schwimmmeistern zu machen.

Quellenhinweis:

Gillet, A.; Jones, K. E.; Pierce, S. E. Repatterning of mammalian backbone regionalization in cetaceans. Nature Communications, v. 15, n. 7587, 2024.

The Harvard Gazette. How whales and dolphins adapted for life on the water. 2024.