Valaiden evoluutio

 

Valaiden monimuotoisuutta

Valaiden evoluutio on eräs erikoistapaus maanisäkkäiden sopeutumisesta vesielämään viimeisen 50 miljoonan vuoden aikana. Valaat on pitkään tiedetty nisäkkäiksi, ja eräillä nykyaikaistenkin valaslajien edustajilla on joskus harvinaisena oireyhtymänä surkastuneet takaraajantyngät. Valailta löytyvät myös lantioluun erittäin pienet ja selkärangasta irralliset surkastumat.

Taksonominen asema

Muita vesielämään sopeutuneita nisäkkäitä valaiden ohella ovat hylkeet ja sireenieläimet, mutta nämä kolme ryhmää eivät ole sukua keskenään, vaan kukin ryhmä on kehittynyt toisistaan riippumatta eri kantamuodoista. Vesielämään sopeutuneista nisäkkäistä hylkeet ovat petoeläinten yksi heimo, ja sireenieläinten lähimpiä eläviä sukulaisia ovat norsueläimet ja hieman etäisempiä sukulaisia tamaanit. Valaiden on puolestaan todettu olevan läheistä sukua sorkkaeläimille, ja uusimmat tutkimukset ovat osoittaneet, että niiden lähimpiä eläviä sukulaisia sorkkaeläinten joukossa ovat virtahevot, jotka itse asiassa ovat läheisempää sukua valaille kuin muille sorkkaeläimille. Näin sorkkaeläimiä (Artiodactyla) ei uusimpien tutkimusten perusteella enää voida pitää monofyleettisenä ryhmänä, vaan kaikki sorkkaeläimet kattava monofyleettinen ryhmä muodostuu vasta sorkkaeläimistä yhdessä valaitten kanssa. Tämän Cetartiodactyla-kehityslinjan sisällä virtahevot ja valaat omana ryhmänään yhdessä sikaeläinten (Suina), märehtijöiden ja kamelieläinten kanssa muodostavat yhden sen neljästä nykyään elossa olevasta monofyleettisestä pääkehityslinjasta.

Löydetyt fossiilit

Vuonna 1983 löytyi Pakistanista vanhimman siihen mennessä tunnetun valaan Pakicetuksen kallo 52 miljoonan vuoden takaa. Kallon anatomia kertoi siirtymävaiheesta maaelämästä vesielämään. Tämän valaan kuuloluut eivät olleet kehittyneet vedenalaiseen kuulemiseen, kuten myöhempien valaiden.

1990 löytyi ensimmäinen täydellinen valaan takaraajan luusto useine varpaineen, yhdistyneenä fossiloituneeseen luurankoon. Nämä jalat kuuluivat basilosaurukselle, joka eli kymmenisen miljoonaa vuotta Pakicetuksen jälkeen. Nämä raajat eivät kuitenkaan soveltuneet kävelyyn.

Piirros basilosauruksesta

1993 löytyi lopulta Pakistanista muinainen valas Indocetus ramani, jonka raajat soveltuivat maaelämään, joskin olivat erittäin kömpelöt. Nämä valaat pystyivät luustostaan päätellen kulkemaan maalla nykyisiä hylkeitä paremmin.

1994 löytyi Pakistanista valas Ambulocetus natans, joka nimettiin käveleväksi valaaksi ominaisuuksiensa herättämän innostuksen perusteella. Tämä valas kykeni täysin maaelämään. Sillä oli voimakas lantio, joka tuki valtavia, voimakkaita jalkoja. Sen varpaat päättyivät jonkinlaisiin sorkkiin tai sorkkien surkastumiin. Sillä oli pyrstön tilalla pitkä häntä, ja se ui ilmeisesti räpylämäisten takaraajojensa avulla samaan tapaan kuin nykyajan hylkeet. Valas oli pienempi kuin valtaosa nykyajan valaista, suunnilleen ison merinorsun kokoinen. Valaiden esi-isäksi sen tunnisti kuitenkin valaille tyypillisestä pääkallosta ja luuston ilmeisistä yhteyksistä muihin valasfossiileihin.

Tätä ratkaisevaa valaslöytöä täydensi vielä toinen, kolmisen miljoonaa vuotta uudempi valaslaji Rodhocetus casrani, joka oli hieman Ambulocetusta paremmin merielämään sopeutunut. Ambulocetus natans löydettiin muinaisesta jokisuistosta, jossa maaeläimen oli edullista käydä vedessä, hampaistaan päätellen ehkä saalistamassa kalaa. Sen sijaan Rodhocetus casranin jäänteet löytyivät merisedimentistä. Kolmen miljoonan vuoden aikana valaiden esi-isät olivat siis siirtyneet matalasta rantavedestä syviin vesiin.

Löydetyt valasfossiilit muodostavat ajoitetun, aukottoman aikajanan vaihe vaiheelta merielämään sopeutuneemmista eläimistä, sorkallisista maaeläimistä nykyvalaisiin. Fossiileista voidaan myös seurata yksittäisten elinten, kuten kuuloluiden kehitystä maahan sopeutuneesta välivaiheen kautta mereen sopeutuneeseen. Kyseessä on yksi parhaista evoluutioprosessia kuvaavista löytösarjoista.

Kehittyminen

Valaiden sukupuu.

Valaat ovat kehittyneet maanisäkkäistä asteittain viimeisen 50 miljoonan vuoden aikana. Sopeutumisen vesielämään käynnisti luultavasti maanisäkkäiden kyky pyydystää ravintoaan vedestä. Valaiden esi-isinä pidetään mesonychidejä, jotka olivat varhaisia petosorkkaeläimiä. Monia merinisäkkään ja maanisäkkään välimuotoina pidettyjä fossiileja on ajoitettu varsinkin eoseenikaudelle.

Fossiilien perusteella nisäkkäät sopeutuivat 15 miljoonassa vuodessa maaelämästä merielämään. 53 miljoonaa vuotta sitten elänyt, ruumiiltaan pitkulainen Pakicetus käveli vielä neljällä jalalla. Krokotiilia muistuttanut Ambulocetus oli jo selvästi puoliksi vesinisäkäs, mutta sillä oli vielä neljä pitkää raajaa. Protocetidi-sukuun kuuluneet muun muassa 47 miljoonan vuoden takainen Rodhocetus ja varsinkin Protocetus näyttivät hyvin paljon valailta. Eoseenikaudella eläneistä, hammasvalaita muistuttaneista eläimistä tunnetaan parhaiten ankeriasta muistuttanut basilosaurus. Varsinaisten valaiden kehitys alkoi varhaisella oligoseenikaudella, jolloin kehittyi Squalodon ja sen kaltaisia squalodontteja. Näistä haarautuivat hammasvalaat ja hetulavalaat.

Varhaiset delfiinit, muun muassa Kentriodon, kehittyivät seuraavalla mioseenikaudella. Varhaisella mioseenilla kukoistivatkin monet delfiinityypit. Jättimäiset nykyisen tyyppiset hetulavalaat ilmestyivät keskimioseenilla. Cetotherium oli varhainen hetulavalasheimo noin 15 miljoonaa vuotta sitten mioseenilla.

Lähteet

• Stephen Jay Gould: Hirmulisko heinäsuovassa, kirjoituksia luonnontieteistä (1995)

Aiheesta muualla

• BBC: How whales learned to swim (englanniksi)
• Research on the Origin and Early Evolution of Whales (Cetacea) (englanniksi)