Informacija

Kokias anatomines struktūras baliniai banginiai naudoja balsuodami?

Kokias anatomines struktūras baliniai banginiai naudoja balsuodami?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kokias anatomines struktūras baliniai banginiai naudoja balsuodami? Kuo tai skiriasi tarp rūšių?


Tyrimai rodo, kad baleniniai banginiai girdi kaulais

Naujas tyrimas rodo, kad baliniai banginiai, įskaitant pelekus ir mėlynuosius banginius, gali išgirsti žemo dažnio garsus per savo kaukoles.

Biologas ir inžinierius žurnale paskelbė tyrimą PLOS ONE tai rodo, kad balinių banginių kaukolės sugebėjo jausti garsą savo kauluose.

Baleniniai banginiai yra filtrais maitinantis banginių šeimos pobūris, kurį sudaro plaukuokliniai banginiai ir mėlynieji banginiai – dvi didžiausios gyvos gyvūnų rūšys pasaulyje. Mėlynasis banginis gali užaugti iki beveik 100 pėdų ilgio ir sverti daugiau nei 400 000 svarų, todėl tai yra sunkiausias žinomas kada nors gyvenęs gyvūnas. Palyginimui, didžiausias žinomas dinozauras, Argentinosaurus, svėrė tik maždaug pusę to. Nereikia nė sakyti, kad dėl jų dydžio šiuos gyvūnus nepaprastai sunku ištirti.

Taigi 2003 m., kai gelbėjimo pastangoms nepavyko išgelbėti jauno peleko banginio, išplaukusio į paplūdimį Orindžo apygardoje, Kalifornijoje, San Diego valstijos universiteto biologas Tedas W. Cranfordas ir Kalifornijos universiteto, San Diego inžinierius Petras Kryslas pamatė savo šansą: jie pasinaudojo banginiu. galva.

Tada Cranfordas ir Kryslas sumodeliavo galvą didelio galingumo kompiuterinės tomografijos skaitytuvu. Naudodami skaičiavimo procesą, vadinamą baigtinių elementų modeliavimu, jie sugebėjo suskaidyti šią sudėtingą struktūrą į mažus atskirus komponentus. Tokiu būdu jie galėjo iki smulkmenų matyti, kaip šios anatominės savybės – oda, kaulas ir raumenys – yra susieti ir sąveikauja tarpusavyje. Kompiuteriniu būdu sukurtos banginio kaukolės Cranfordas ir Kryslas sugebėjo imituoti, kaip garsas sklis per banginio galvą.

„Tai dar vienas patvirtinimas, kad hipotezės gali kilti iš gamtos objektų, pavyzdžiui, gyvūnų, inžinerinių modelių“, – sako Kryslas.

Augant Kamala Harris portfeliui, didėja ir tikrinimas

Banginiai girdi garsą per kaulinę vidurinės ausies struktūrą, vadinamą timpano-periotiniu kompleksu (TPC). Slėgio bangos iš garso gali patekti per banginio minkštąjį audinį į TPC, bet tik tuo atveju, jei bangos nėra ilgesnės už banginio kūną. Tai sukeltų problemų mėlyniesiems ir pelekų banginiams, kurie bendrauja žemo dažnio ilgų bangų garsais. Tačiau dėl proceso, vadinamo kaulų laidumu, garsai sustiprėja, kai jie vibruoja išilgai kaukolės.

"Dantytų banginių ausys tarsi kabo nuo kaukolių, - sako Cranfordas, - todėl jie yra izoliuoti nuo šio kaulų laidumo mechanizmo. Tačiau balinių banginių ausys yra labai tvirtai pritvirtintos prie kaukolės. Taigi iš karto nutarėme, kad kažkas gali būti kitaip.

Jūrų biologai teigė, kad baliniai banginiai naudojo tam tikrą kaulų laidumo laipsnį, tačiau tai niekada nebuvo įrodyta empiriškai. Cranfordas ir Kryslas nustatė, kad pelekų banginiai ne tik naudoja kaulų laidumą, bet ir tikriausiai yra jų vyraujantis klausos mechanizmas. Pelekinių banginių kaukolės puikiai pritaikytos šiam unikaliam metodui – žemiausiais banginių naudojamais dažniais kaulų laidumas gali būti 10 kartų jautresnis nei slėgio mechanizmas.

„Funkcija vystosi evoliucijos būdu natūraliose sistemose yra atverianti akis ir nuolanki bet kuriam inžinieriui“, – sako Kryslas.

Ilgą laiką buvo manoma, kad vandenyno triukšmas, kylantis iš laivybos ir karinių pratybų, kenkia banginiams. Tačiau be supratimo apie banginių klausos jautrumą sunku priimti įstatymus. Cranfordas teigia, kad nors jo išvadose nebuvo atsižvelgta į žmogaus sukelto triukšmo poveikį banginiams, jie gali būti naudingi reguliavimo agentūroms ar būsimiems tyrimams šiuo tikslu.

„Kiekvienas, kuriam rūpi, kokį poveikį tai gali turėti [banginiams], būtų susirūpinęs jautrumu“, – sako Cranfordas. „Mes tikrai nežinome, kokį poveikį triukšmo lygis vandenyne turi gyvūno biologijai, bet dabar galime pradėti galvoti apie šiuos klausimus.

Į gautuosius gaukite jums svarbias Monitoriaus istorijas.

Cranfordas ir Kryslas mano, kad panašios sistemos galėtų būti naudojamos ir kitiems baliniams banginiams, taip pat kai kurioms žuvims. Bet ar gali būti kokių nors išorinių pritaikymų pelekų banginio keistam klausos metodui?

„Per anksti pasakyti, ar mūsų grupė pateiks kokią nors paraišką“, – sako Kryslas. „Tačiau inžinierius visada gali kažko pasimokyti iš gamtos. Esu tuo tikras“.


Ultragarso vokalizacijos vadovas

Joy S. Reidenberg , Jeffrey T. Laitman , elgsenos neurologijos žinyne , 2018 m.

V misticetai: gerklų vokalizacijos

Mysticetes (baleen banginiai) skleidžia žemo dažnio garsus. Gyvai dainuojančių kuprotųjų banginių stebėjimai parodė, kad garsas kyla iš ventralinės ir šoninės gerklės srities (Potter ir kt., 2007), todėl gerklos yra jų povandeninio vokalizacijos šaltinis. Mysticete gerklos yra didelės absoliučiais ir santykiniais masteliais ir yra didesnės nei bet kuris iš banginio plaučių (Reidenberg & Laitman, 2010). Padidėjęs gerklų dydis koreliuoja su garsių ir žemo dažnio vokalizacijų atsiradimu, nes ilgesnės ir storesnės balso klostės bei didesnis rezonansinis garsas atitinka ilgesnius bangos ilgius ir didesnį garso stiprinimą (Aroyan ir kt., 2000).

Mysticete gerklėje yra U formos raukšlė, kuri yra homologiška sausumos žinduolių balso raukšlėms (Reidenberg & Laitman, 2007). Tikėtina, kad raukšlių ilgis ir storis yra atsakingas už infragarsų susidarymą (Adam ir kt., 2013). U formos raukšles palaiko aritenoidinės kremzlės. Šios kremzlės jungiasi prie sinovinių sąnarių su kriokoidine kremzle ir gali būti judinamos susitraukiant vidiniams gerklų raumenims. Raumenų susitraukimai gali reguliuoti angą tarp raukšlių ir taip kontroliuoti oro srauto kryptį, tūrį ir greitį. Kai U formos raukšlės yra priešingos, oras teka link nosies srities. Kai U formos raukšlės yra atskirtos, oras tarp jų teka ventraliai. Dėl to jie vibruoja ir greičiausiai sukuria pagrindinį dažnį (Cazau, Adam, Aubin, Laitman ir Reidenberg, 2016 Cazau, Adam, Laitman ir Reidenberg, 2013).

Gerklose yra ventralinis divertikulas, vadinamas gerklų oro maišeliu. U-sulenkimo adukcija nukreipia intensyvų oro srautą į šį maišelį, o ne nugarą į nosies sritį. Gerklų oro maišelis yra homologiškas sausumos žinduolių gerklų skilveliams (Reidenberg & Laitman, 2007). Jį supa storas raumenų sluoksnis, kuris gali suspausti ir (arba) ištuštinti jo tūrį. Maišelis yra svarbus rezervuaras, leidžiantis padidinti bendrą nardymo metu pasiekiamą oro kiekį (Reidenberg & amp Laitman, 2008). Kadangi oras suspaudžiamas gylyje, šis rezervuaras suteikia papildomo oro, kad išvengtų visiško plaučių kolapso, įgalintų ausies kaulo judėjimą, pailgintų kvėpavimo sulaikymo laiką ir galbūt sureguliuotų plūdrumą (Gandilhon, Adam, Cazau, Laitman ir Reidenberg, 2014).

Gerklų maišelis sulaiko orą, naudojamą vokalizacijos metu, ir grąžina jį atgal į plaučius, kad būtų vėl panaudotas kito vokalizacijos metu (Reidenberg & Laitman, 2008). Maišelio ir jį supančios raumeninės sienelės lankstumas leidžia egzistuoti slėgio gradientui ir jį pakeisti, kad būtų sukurtas oro srautas į plaučius ir iš jų. Tikėtina, kad srautas tarp U formos raukšlės žastų sukuria garsą, o lenkimo padėties pasikeitimas ir įtampa sukuria vokalizacijos pokyčius. Kiekvienas sukuriamas garso vienetas (skambutis) atitinka srautą viena kryptimi, bet nebūtinai išnaudoja visą kvėpavimo tūrį. Vienas įkvėpimas gali būti suskirstytas į kelis skambučius. Keli skambučiai sujungiami, kad būtų sukurta ilgesnė kompozicija (vadinama „daina“, nes ją sudaro labai struktūrizuoti skambučių modeliai, visi generuojami vienu įkvėpimu). Tarpai tarp dainų gali atitikti greitą oro srauto pakeitimą, kad oras iš maišelio sugrįžtų atgal į plaučius, kad būtų galima naudoti kitoje dainoje. Taip pat gali būti, kad išskirtinai ilgos dainos gali atsirasti dėl nenutrūkstamo dvikrypčio srauto, darant prielaidą, kad vibracijas gali sukelti tiek ingresyvus (plaučių link), tiek agresyvus (maišelių link) oro judėjimas.

Pripūstas oro maišelis ir gretimi nosies kanalai taip pat gali būti naudojami kaip rezonuojančios kameros garsui sustiprinti. Didesni garsai gali transliuoti ilgesnius, garsesnius ir mažesnius (dažnio) garsus. Kadangi sunku išlaikyti didelę oro erdvę, ypač gylyje, kur aplinkos slėgis yra didelis, šis gebėjimas gali parodyti banginio dydį ir stiprumą. Gerklų maišelio sienelės gali skleisti balso klosčių vibracijas į viršutinius gerklės raumenis, riebalus, odą, o vėliau į vandenį, prarasdamos palyginti nedaug energijos (Reidenberg & Laitman, 2007).

Mysticete gerklos taip pat turi kitą, galbūt unikalią, potencialią garso generavimo vietą: porines kornikulines kremzles. Kiekvienoje kremzlėje yra išplėsta plokščia audinio plokštelė, vadinama kornikuliniu „atvartu“ (Reidenberg & amp Laitman, 2007), kuri yra priešinga jos porai per gerklų įėjimą. Tikėtina, kad atvartai suploja ir generuoja pulsuojančius garsus, tačiau neaišku, kaip šie garsai gali būti perduoti vandeniui. Galimybė generuoti impulsinius garsus buvo užfiksuota dokumentais (pvz., Beamish ir Mitchell, 1973 Thompson, Findley ir Vidal, 1992) ir yra intriguojanti, nes patvirtina mintį, kad mistika gali turėti pradinį echolokacijos pojūtį. Pavyzdžiui, banginiai (Balaena mysticetus) gali aptikti povandenines ledo kliūtis, interpretuodami navigacijos signalus iš grįžtančių jų vokalizacijos aidų (George, Clark, Carroll ir Ellison, 1989). Infragarso bangos yra ilgų bangų ilgių, todėl gali perteikti tik grubius didelių ar tolimų objektų bruožus, pvz., jūros kalną arba galbūt grobio sankaupą.


Fizinės savybės

Baleniniai banginiai yra vieni didžiausių gyvūnų pasaulyje.

Vandenyje vanduo padeda išlaikyti gyvūno kūno svorį, todėl jis gali būti didesnis nei sausumoje.

Apskritai patelės yra maždaug 5 procentais ilgesnės nei tos pačios rūšies patinai.Šiaurinio pusrutulio baleniniai banginiai paprastai yra šiek tiek mažesni nei jų kolegos pietiniame pusrutulyje. Ir kai kurios banginių ištekliai gali būti didesni arba mažesni už kitus tos pačios rūšies išteklius. Pavyzdžiui, sei banginiai pasiekia 20 m (65 pėdų) pietų pusrutulyje, 18,6 m (61 pėdų) šiaurinėje Ramiojo vandenyno dalyje ir 17,3 m (57 pėdų) šiaurinėje Atlanto vandenyno dalyje.

Didelis dydis turi daug pritaikomų privalumų.

  • Didelis dydis sumažina gyvūno paviršiaus ir kūno santykį, o tai padeda žinduoliui išlaikyti kūno šilumą.
  • Apskritai didesni gyvūnai yra saugesni nuo plėšrūnų ir gali geriau konkuruoti dėl draugų.
  • Didelis dydis leidžia banginiams pasinaudoti sezoniniu dideliu maisto produktyvumu. Jie sugeba vienu metu suvalgyti milžiniškus kiekius – daugiau kalorijų nei sunaudoja – ir kaupti tą energiją riebiu būdu.

Didžiausias banginis&ndashin faktas, didžiausias gyvūnas, gyvas arba išnykęs&ndashis yra mėlynasis banginis.

  • Vidutinis Antarkties mėlynųjų banginių ilgis yra apie 25 m (82 pėdos) patinų ir 27 m (89 pėdų) patelių. (Pastaba: šis vidurkis neapima matavimų, atliktų dėl galimo „pigmėjų“ porūšio, (Balaenoptera musculus brevicauda). Mėlynieji banginiai šiauriniame pusrutulyje yra šiek tiek mažesni.
  • Rekordinis mėlynojo banginio dydis & ndash banginių medžioklės metais paimtam egzemplioriui &ndashis yra 34 m (112 pėdų). Kitas rekordinio dydžio asmuo svėrė 190 000 kg (419 000 svarų).
  • Pigminiai banginiai yra vieni iš mažiausių balinių banginių. Suaugusios patelės siekia 6,5 ​​m (21 pėdos), o suaugę patinai – 6,1 m (20 pėdų). Ši rūšis retai fiksuojama, todėl detalės apie jos dydį menkai dokumentuojamos.

Kūno forma

Spalvinimas

Daugumos balinių banginių odos spalvos skiriasi juodos ir pilkos spalvos. Kai kurie yra nuspalvinti: apsauginio atspalvio tipas, kai nugaros (viršutinis) paviršius yra tamsesnis nei ventralinis (apatinis). Kai apšvietimas yra iš viršaus, gyvūnas atrodo nepastebimas.

Mėlynieji banginiai pavadinti dėl plieninės mėlynai pilkos odos spalvos.

Mažieji banginiai, kuprotieji, smilkiniai ir plaukiniai banginiai yra išskirtinės spalvos.

  • Šiaurinio pusrutulio mažųjų banginių plaukeliai turi baltą juostą. Asmenys pietiniame pusrutulyje gali turėti arba neturėti plekšnės juostos.
  • Kuprotieji banginiai yra juodi arba pilki, išskyrus jų plekšnes ir apatines plaukelių puses, kurios yra baltos.
  • Bowhead banginiai yra nuo tamsiai pilkos iki juodos spalvos, išskyrus baltą smakrą.
  • Pelekinio banginio galva yra asimetriškos spalvos. Dešinė apatinė lūpa balta, o likusi galvos dalis juoda arba pilka. Pelekiniai banginiai taip pat turi pilkšvai baltą ševrono formos žymę ant nugaros.

Išoriniai parazitai ir ant banginio odos augantys dumbliai veikia kai kurių rūšių spalvą.

  • Mėlynieji banginiai kartais turi gelsvą pilvo paviršių, atsirandantį dėl diatomijos augimo. (Diatomos yra vienaląsčiai dumbliai.)
  • Spygliuočiai ir bangininės utėlės ​​pilkajam banginiam suteikia jam būdingą margą, šviesiai pilką spalvą.
  • Kai kurios rūšys, pavyzdžiui, pilkieji banginiai ir sei banginiai, turi baltų arba silpnos spalvos žymių ar randų. Šias žymes gali sukelti svirkšlių augimas, ryklių ar žudikų įkandimai ir natūralūs pigmentacijos skirtumai.

Krūtinės plaštakos

Krūtinės plaukmenys yra banginio priekinės galūnės. Jie turi visus sausumos žinduolių priekinių galūnių skeleto elementus, tačiau jie yra sutrumpinti ir modifikuoti į irklo formos priedus. Skeleto elementus standžiai palaiko jungiamasis audinys: tarp kaulų išilgai guli storos kremzlės pagalvėlės.

Krūtinės plauklentės yra pritaikytos plaukimui. Banginiai dažniausiai naudoja savo krūtinės plaukmenis, kad vairuotų ir, padedami banginių, sustotų.

Rorquals ir pilkieji banginiai turi keturis skaitmenis, o ne penkis: nykščio kaulų nėra.

Kuprotieji banginiai turi 1/3 kūno ilgio ir kontrastingos baltos spalvos krūtines.

Flukes

Horizontalios banginio uodegos skiltys vadinamos fluke (kiekviena skiltis vadinama fluke.).

Flues yra suplotos kieto pluoštinio jungiamojo audinio pagalvėlės, visiškai be kaulų ar raumenų.

Išilginiai nugaros ir uodeginio žiedkočio raumenys judina juos aukštyn ir žemyn.

Užpakalinės galūnės

Balinių banginių vieninteliai užpakalinių galūnių pėdsakai yra du sumažinti, lazdelės formos dubens kaulai. Šie nefunkciniai kaulai yra palaidoti giliai kūno raumenyse, nesusiję su stuburo slanksteliu.

Nugaros peleką

Rorquals ir nykštukas dešinysis banginis turi peleką viršuje, vadinamą nugaros peleku. Nugaros pelekas, kaip ir vytelių, sudarytas iš tankaus, pluoštinio jungiamojo audinio, be kaulų.

  • Nugaros pelekai dažnai būna randuoti arba pažymėti. Balinio banginio nugaros pelekų nuotraukos gali būti naudojamos identifikavimui nuotraukoje.
  • Kuprotasis banginis turi nedidelį nugaros peleką ant kupros. Kuprotųjų banginių forma skiriasi.
  • Kiti rorqualiai turi atgal lenktą (falkatinį) nugaros peleką, maždaug du trečdalius kelio link uodegos sruogų.
  • Priklausomai nuo rūšies, nugaros pelekai gali būti apie 25–60 cm (1–2 pėdų) aukščio.

Tiesiai, smilkiniai ir pilkieji banginiai neturi nugaros peleko. Pilkieji banginiai turi nugarinę kuprą, po kurios atsiranda daugybė iškilimų.

Dešinieji banginiai turi didžiules galvas ir svyruoja nuo ketvirto iki trečdalio kūno ilgio.

  • Dešiniųjų banginių visi septyni kaklo slanksteliai yra susilieję, o dešinieji banginiai negali judėti į šonus.
  • Dešiniojo banginio pailgi viršutinio žandikaulio kaulai išlinkę į itin ilgą balinį. Apatinio žandikaulio linija profilyje staigiai išlenkta į viršų.
  • Dešiniųjų banginių inkrustuotos, geltonai baltos išaugos ant galvos, žandikaulių ir pūtimo angų srityse vadinamos kaliozijomis. Tokių natūralių ženklų sankaupos, kaip šios, padeda tyrinėtojams atlikti identifikavimo nuotraukas.

Rorqual turi plačią plokščią tribūną ir šiek tiek išlenktą žandikaulio liniją. Nesusilieję kaklo slanksteliai leidžia šiek tiek lankstyti galvą ir kaklą. Kai kurios rūšys turi gūbrius ant tribūnos ir V arba U formos iki snukio galo. Kuprotasis banginis turi keletą gumbų ant galvos.

Pilkas banginis turi siaurą galvą, šiek tiek išlinkusią iki žandikaulio linijos. Nesusilieję kaklo slanksteliai leidžia šiek tiek lankstyti galvą ir kaklą.

Prapūtimas

  • Banginių nosies angos (šnervės) yra viršutinėje galvos dalyje.
  • Banginio nosies anga vadinama prapūtimo anga. Baleniniai banginiai turi dvi prapūtimo angas.
  • Kaip mūsų šnervės veda į oro kanalą, kuris veda į trachėją, o paskui į plaučius, taip banginio prapūtimo angos veda į oro kanalą, kuris veda į trachėją, o paskui į plaučius.
  • Kiekvieną pūtimo angą dengia raumeningas atvartas. Atsipalaidavusioje padėtyje raumeningas atvartas užtikrina vandeniui nepralaidų sandarumą.

Baleenas

Balinio banginio burnoje iš viršutinio žandikaulio dantenų išauga standžios keratino plokštelės. Šios plokštės vadinamos balenais. Jie auga eilėmis kiekvienoje burnos pusėje.

  • Keratinas yra pluoštinis baltymas, kuris taip pat sudaro plaukus ir nagus. Jis yra stiprus, bet šiek tiek elastingas. Kaip ir mūsų plaukai ir nagai, jie auga visą banginio gyvenimą, o galiukai nuolat nusitrina.
  • Priklausomai nuo rūšies, baleno lėkštės yra nuo juodos iki geltonos arba baltos spalvos.
  • Kiekvienos plokštės išorinis kraštas yra lygus. Vidinis kraštas nutrintas. Nutrinti vidiniai plokščių kraštai susipina ir sudaro kilimėlį.
  • Baleno plokštelės atsiranda banginio vaisiui kaip odos sustorėjimas ant viršutinio žandikaulio.

Dešieji banginiai turi ilgiausią balą. Bowhead banginiai yra ypač žinomi dėl savo ilgų rutulinių plokščių, kurių ilgis siekia 4 m (13 pėdų). Bowhead banginiai paprastai turi nuo 230 iki 360 baleno plokštelių kiekvienoje viršutinio žandikaulio pusėje.

Pilkieji banginiai turi apie 130–180 baleno plokštelių kiekvienoje viršutinio žandikaulio pusėje. Kiekviena plokštė yra maždaug 5–25 cm (2–10 colių) ilgio.

Rorqual šeimoje balų dydis svyruoja nuo mėlynojo banginio 91 cm (3 pėdų) rutulinių lėkščių iki mažojo banginio 12–20 cm (5–8 colių) rutulinių lėkščių. Mėlynieji banginiai paprastai turi nuo 260 iki 400 baleno plokštelių kiekvienoje viršutinio žandikaulio pusėje. Mažųjų banginių kiekvienoje pusėje yra apie 230–360.

Baleen yra pritaikymas maitinti filtru.

Parazitiniai kopakojai, nematodai ir pirmuonys gali užkrėsti banginių lėkštes.

Baleniniai banginiai neturi dantų. Embrioninėje stadijoje jiems atsiranda dantų užuomazgos, tačiau šie pumpurai išnyksta prieš gimimą.

Nors balenas nėra kaulinis audinys, jis kartais vadinamas „banginio ūsu“. Baleniniai banginiai taip pat buvo žinomi kaip „banginio ūsų banginiai“.

Baleniniai banginiai turi lygią odą, be riebalinių liaukų ar porų. Epidermis yra maždaug 5–7 mm (0,2–0,3 colio) storio.

Daugelio rūšių snukio, žandikaulių ir smakro plaukai yra reti.

Banginio kailio trūkumas yra pritaikymas efektyvesniam plaukimui: kailis ar plaukai sukuria pasipriešinimą gyvūnui plaukiant.

Balinio banginio odą gali užkrėsti įvairūs parazitai.

  • Diatomos auga ant kai kurių rūšių odos, įskaitant mėlynąjį banginį. Diatominis sluoksnis ant odos sukuria alyvuogių spalvos plėvelę.
  • Pilkieji ir kuprotieji banginiai yra labai užkrėsti išorinių parazitų. Spygliuočiai ir banginių „utėlės“ (iš tikrųjų amfipodai) prisitvirtina prie odos aplink galvą, prapūtimo angų, lytinių organų srities ir gerklės griovelių. Barniukai maitinasi vandenyje esančiu planktonu. Banginės utėlės ​​minta banginio oda ir pažeistais audiniais, pavyzdžiui, žaizda.

Gerklės grioveliai

Rorqual, pilkieji ir nykštukiniai dešinieji banginiai po gerkle turi griovelius, kurie tęsiasi bent iki krūtinės plaukmenų.

  • Rorqual šeimos nariai turi nuo 25 iki 100 gerklės griovelių, priklausomai nuo rūšies.
  • Pilkasis banginis turi nuo dviejų iki septynių gerklės griovelių.
  • Pigmėjus dešinysis banginis turi tik du gerklės griovelius.
  • Dešiniai banginiai neturi gerklės griovelių.

Gerklės grioveliai yra odos raukšlės ir riebalai, kurie išsiplečia šėrimo metu ir labai padidina banginio burnos talpą. Kai banginis maitinasi, gerklės grioveliai vėl susilenkia į supaprastintą formą.


Banginiai prarado dantis prieš išsivysčius į plaukus panašius balenus burnoje

Balenas yra minkšta, panaši į plaukus struktūra banginių, tokių kaip šioje nuotraukoje kuprotasis banginis, viršutinėje burnoje, kuri leidžia jiems sugauti grobį burnoje.

Kreditas: Ari S. Friedlaender/Kalifornijos universitetas, Santa Kruzas pagal NOAA leidimą

Lyginant su dinozaurų plunksnų evoliucija, vienas iš nepaprastiausių transformacijų gyvybės istorijoje buvo balenų evoliucija – eilės lanksčių, į plaukus panašių plokščių, kurias naudoja mėlynieji banginiai, kuprotieji ir kiti jūrų žinduoliai, norėdami filtruoti palyginti mažą grobį nuo gurkšnių. vandenyno vanduo. Neįprasta struktūra leidžia didžiausiems pasaulio gyvūnams kasdien suvartoti kelias tonas maisto nekramtant ir nekramtant. Dabar Smithsonian mokslininkai atrado svarbią tarpinę šios naujoviškos maitinimo strategijos evoliucijos grandį: senovinį banginį, kuris neturėjo nei dantų, nei balų.

Lapkričio 29 d. žurnalo numeryje Dabartinė biologija, pirmą kartą aprašo Smithsonian nacionalinio gamtos istorijos muziejaus mokslininkai ir kolegos Maiabalena nesbitae, banginis, gyvenęs maždaug prieš 33 mln. Naudodama naujus metodus, skirtus analizuoti seniai atrastas fosilijas, saugomas Smithsonian nacionalinėje kolekcijoje, komanda, kurią sudaro George Mason universiteto, Teksaso A&M universiteto ir Burke gamtos istorijos ir kultūros muziejaus Sietle (Smitsono filialas) mokslininkai, nustatė. kad šis bedantis 15 pėdų banginis greičiausiai neturėjo balų, o tai rodo nuostabų tarpinį žingsnį tarp šiandien gyvenančių balinių banginių ir jų dantytų protėvių.

„Kai kalbame apie banginių evoliuciją, vadovėliuose daugiausia dėmesio skiriama ankstyviesiems etapams, kai banginiai iškeliavo iš sausumos į jūrą“, – sakė Nacionalinio gamtos istorijos muziejaus iškastinių jūrų žinduolių kuratorius Nicholas Pyensonas. “Maiabalena rodo, kad antrasis banginių evoliucijos etapas yra toks pat svarbus evoliucijai dideliais mastais. Pirmą kartą galime nustatyti šėrimo filtru kilmę, kuri yra viena iš pagrindinių banginių istorijos naujovių.

Kai banginiai pirmą kartą išsivystė, jie naudojo dantis maistui kramtyti, kaip ir jų žemėje gyvenantys protėviai. Laikui bėgant, daugelis šių ankstyvųjų banginių palikuonių ir toliau kramtė maistą, paveldėdami šią savybę iš savo pirmtakų. Tačiau keičiantis juos supusiems vandenynams ir vystantis gyvūnams, atsirado visiškai naujos maitinimo strategijos, įskaitant šėrimą baliniu filtru, sako Nacionalinio gamtos istorijos muziejaus ikidoktorantas Carlosas Mauricio Peredo, pagrindinis tyrimo autorius, išanalizavęs Maiabalena fosilijų.

Banginiai buvo pirmieji žinduoliai, evoliucionuojantys baleną, ir joks kitas žinduolis nenaudoja jokios anatominės struktūros, nors ir toli panašaus į ją, kad sunaudotų savo grobį. Tačiau apmaudu, kad balenas, kurio cheminė sudėtis labiau primena plaukus ar nagus, o ne kaulus, blogai išsilaiko. Jis retai randamas fosilijų įrašuose, todėl paleontologai neturi tiesioginių jo praeities ar kilmės įrodymų. Vietoj to, mokslininkai turėjo pasikliauti išvadomis iš fosilijų ir vaisiaus ir banginio vystymosi įsčiose, kad surinktų įkalčių apie balenų vystymąsi.

Dėl to nebuvo aišku, ar ankstyvieji baliniai banginiai evoliucijos metu išlaikė savo protėvių dantis, kol nebuvo sukurta šėrimo filtru sistema. Ankstyvoji pradinė prielaida, pasak Peredo, buvo ta, kad vandenynuose gyvenantiems žinduoliams valgyti turėjo būti reikalingi dantys arba balinis, tačiau kai kurie gyvi banginiai prieštarauja šiai idėjai. Kašalotų dantys yra apatiniame žandikaulyje, bet nėra viršutiniame, todėl jie negali kąsti ar kramtyti. Vieninteliai narvalų dantys yra ilgos iltys, kurių jie nenaudoja maitinimui. Ir kai kurios snapuotųjų banginių rūšys, nepaisant to, kad yra priskiriamos dantytiesiems banginiams, neturi dantų.

Peredo teigimu, paleontologai įtarė dėl savo amžiaus Maiabalena gali turėti svarbių užuominų apie baleeno evoliuciją. Fosilija kilusi iš didžiulių geologinių pokyčių laikotarpio antrosios pagrindinės banginių evoliucijos fazės metu, maždaug tuo metu, kai eoceno epocha perėjo į oligoceną. Žemynams keičiantis ir atsiskiriant, vandenyno srovės pirmą kartą sukasi aplink Antarktidą ir smarkiai atvėsino vandenis. Fosilijų duomenys rodo, kad per šį laikotarpį banginių maitinimosi stiliai greitai skyrėsi: viena grupė vedė į šiandieninius filtruojančius banginius, o kita – echolokacinius.

Vadinasi, Maiabalena buvo daug ištirta nuo jo atradimo Oregone aštuntajame dešimtmetyje, tačiau uolienų matrica ir medžiaga, kurioje buvo surinkta fosilija, vis dar užgožė daugelį jos savybių. Tik tada, kai Peredo pagaliau išvalė fosiliją ir ištyrė ją naujausia kompiuterinės tomografijos nuskaitymo technologija, paaiškėjo ryškiausios jos savybės. MaiabalenaDantų trūkumas buvo aiškiai matomas iš išsaugoto kaulo, tačiau kompiuterinės tomografijos tyrimai, atskleidę vidinę fosilijos anatomiją, mokslininkams pasakė kai ką naujo: MaiabalenaViršutinis žandikaulis buvo plonas ir siauras, todėl jo paviršius buvo netinkamas pakabinti baleną.

„Gyvojo balinio banginio žiotyse yra didelis, platus stogas, jis taip pat sustorėjęs, kad būtų galima pritvirtinti balą“, – sakė Peredo. “Maiabalena ne. Galime gana įtikinamai pasakyti, kad ši fosilijų rūšis neturėjo dantų ir labiau tikėtina, kad ji neturėjo ir balų.

Nors Maiabalena nebūtų galėjęs kramtyti ar filtruoti pašaro, raumenys ant gerklės kaulų rodo, kad jis greičiausiai turėjo stiprius skruostus ir ištraukiamą liežuvį. Dėl šių savybių jis galėtų įsiurbti vandenį į burną, paimdamas žuvis ir mažus kalmarus. Galimybė siurbti pašarus būtų pavertusi nereikalingus dantis, kurių vystymuisi reikia daug energijos. Panašu, kad dantų netekimas nustatė baleno evoliucijos etapą, kuris, mokslininkų vertinimu, atsirado maždaug po 5–7 milijonų metų.

Peredo ir Pyensonas mano, kad banginių evoliucijos studijos yra raktas į supratimą apie jų išlikimą šiandienos greitai besikeičiančiuose vandenynuose. Kaip ir balenų atsiradimas, banginių dantų netekimas rodo gebėjimą prisitaikyti, o tai rodo, kad banginiai gali prisitaikyti prie šiandieninių vandenyno iššūkių. Vis dėlto, Peredo perspėja, didžiausių banginių, kurių gyvenimo trukmė yra ilga ir daugintis, evoliuciniai pokyčiai gali būti lėti.

„Atsižvelgiant į šiandieninių pokyčių mastą ir greitį vandenyne, mes tiksliai nežinome, ką tai reikš visoms skirtingoms filtrais besimaitinančių banginių rūšims“, – sakė jis. „Mes žinome, kad praeityje jie pasikeitė. Tik klausimas, ar jie gali neatsilikti nuo to, ką daro vandenynai, o mes dabar gana greitai keičiame vandenynus.

Pastaba redaktoriams: Multimediją, įskaitant nuotraukas, galite rasti per Dropbox čia (slaptažodis: baleen).


Dantyti banginiai

Gali būti netikėta sužinoti, kad tarp dantytųjų banginių priklauso visų rūšių delfinai ir jūrų kiaulės. Tiesą sakant, 32 delfinų rūšys ir 6 jūrų kiaulių rūšys yra dantytieji banginiai. Orkos, kartais vadinamos žudikiniais banginiais, iš tikrųjų yra didžiausi pasaulyje delfinai. Nors banginiai yra didesni už delfinus, delfinai yra dideli (ir kalbesni) nei jūrų kiaulės.

Kai kurie dantytieji banginiai yra gėlo vandens gyvūnai, įskaitant šešias upių delfinų rūšis. Upių delfinai – Azijos ir Pietų Amerikos upėse gyvenantys gėlavandeniai žinduoliai ilgais snukiais ir mažomis akimis. Kaip ir baliniai banginiai, daugeliui dantytųjų banginių rūšių gresia pavojus.

  • Paprastai yra mažesni už balinius banginius, nors yra keletas išimčių (pvz., kašalotas ir Bairdo banginis su snapu).
  • Yra aktyvūs plėšrūnai ir turi dantis, kuriais jie sugauna grobį ir praryja jį visą. Grobis skiriasi priklausomai nuo rūšies, bet gali būti žuvys, ruoniai, jūrų liūtai ar net kiti banginiai.
  • Jie turi daug stipresnę socialinę struktūrą nei baliniai banginiai, dažnai besirenkantys ankštyse su stabilia socialine struktūra.
  • Turėkite vieną prapūtimo angą jų galvos viršuje.
  • Skirtingai nuo balinių banginių, dantytųjų banginių patinai paprastai būna didesni už pateles.

Dantytų banginių pavyzdžiai yra beluga banginis, delfinas ir paprastasis delfinas.


Kokias anatomines struktūras baliniai banginiai naudoja balsuodami? – Biologija

EnchantedLearning.com yra vartotojų palaikoma svetainė.
Kaip premiją, svetainės nariai turi prieigą prie svetainės versijos be reklaminių antraščių su spausdinti tinkančiais puslapiais.
Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite čia.
(Jau esate narys? Spustelėkite čia.)

Baliniai banginiai (pvz., kuprotieji, mėlynieji banginiai, pilkieji banginiai, smailieji banginiai ir kt.) turi dvi prapūtimo angas, esančias vienas šalia kito. Dantyti banginiai (kašalotai, baltieji banginiai, delfinai ir kt.) turi vieną prapūtimo angą.

Vandens paviršiuje banginiai atidaro savo pūtimo angą (-es) ir sprogstamai iškvepia orą per savo angą. Šis iškvepiamas oras iš prapūtimo angos vadinamas smūgiu ir paprastai sudaro rūko oro ir garų srovę arba gausią srovę. Po to iš karto įkvepiama gryno oro, o pūtimo anga (-os) vėl užsidaro. (Pūtimo angos yra uždarytos, kai banginis atsipalaiduoja.) Šis kvėpavimas užtrunka tik sekundės dalį mažiems banginių šeimos gyvūnams (delfinams ir jūrų kiaulėms), tačiau didesniems banginiams tai gali užtrukti kelias sekundes.

Prieš pat banginiui pasineriant po vandeniu, stiprūs raumenys, supantys pūtimo angą, atsipalaiduoja, o apsauginis atvartas uždengia pūtimo angą.

Banginiai negali kvėpuoti pro burną (kaip ir žmonės). Jų trachėja (vamzdelis į plaučius) ir stemplė (vamzdis į skrandį) nėra sujungti.

Kodėl kai kurie banginiai turi vieną prapūtimo angą, o kiti – dvi?
Dauguma žinduolių turi dvi šnerves (angų atitikmenys). Viena iš dantytų banginių šnervių (oro kanalų) išsivystė į jų echolokacijos sistemą (jutimo sistemą, kurioje jie skleidžia ir priima aukštus garsus, kad galėtų orientuotis, gaudyti grobį ir bendrauti), todėl jiems liko tik viena prapūtimo skylė. .


Diskusija

Tai pirmasis tyrimas, parodantis, kad Azorų salyne rudens ir žiemos mėnesiais yra pelekų ir mėlynųjų banginių. Banginiai buvo akustiškai aptikti nuo rugsėjo iki gegužės, o vasarą nebuvo aptikta. Panašus laikinas pelekų ir mėlynųjų banginių akustinis pasireiškimas buvo rastas į šiaurę ir į pietus nuo Azorų salų tarp 50 ° šiaurės platumos ir 17 ° šiaurės platumos, nors aptikimų buvo nedaug į pietus nuo 20 ° šiaurės platumos31,49. Apskritai tai sutampa su banginių medžioklės ir stebėjimo Šiaurės Atlante įrašais 7 ir rodo, kad rudens ir žiemos mėnesiais pelekai ir mėlynieji banginiai užima didelę atviroje jūroje zoną Šiaurės Atlanto vandenyno viduryje50. Pavasarį, bet vasarą mažėjantis akustinių aptikimų modelis atitinka vizualinius tyrimus, kuriuose užfiksuotas didžiausias stebėjimo dažnis nuo kovo iki birželio, kai matomi besimaitinantys banginiai, o vasarą pastebima nedaug arba visai nėra 11 . Tačiau pavasario stebėjimų pikas neatitinka didžiausio skambučių tarifų pavasarį yra daug mažesni nei rudenį ar žiemą. Taigi, pelekų ir mėlynųjų banginių šauksmas keičiasi pavasarį, smarkiai sumažindami savo skambučio dažnį ir (arba) pakeitę savo skambučio tipą 13,37 dėl to, kad baigiasi veisimosi sezonas ir (arba) jie praleidžia daugiau laiko ieškodami maisto3. Vasarą mėlynųjų banginių šauksmų nebuvimą galima paaiškinti tuo, kad salyne nėra gyvūnų, tačiau visą vasarą, priklausomai nuo 11 metų, gali būti nedidelis jų skaičius ir jie gali likti nepastebimi akustiškai. Pelekiniai banginiai vasarą gali būti tylūs arba naudoti kitus šiame tyrime nenurodytus skambučius 13,37 . Sei banginiai rodo skirtingą akustinį reiškinį archipelage su dviem pagrindinėmis viršūnėmis: viena pavasarį ir kita rudenį. Šis modelis atitinka numanomą rūšių migraciją per Azorų salas, keliaujant į šiaurę iki Labradoro jūros pavasarį 4,10 ir į pietus iki galimų veisimosi vietų atogrąžų vandenyse rudenį51. We acknowledge that the calling seasonal patterns shown in this study are true only for the years sampled and that some variation may occur in other years.

Fin whale 20-Hz pulses reported in this study were either detected alone or with an upper frequency component, namely the double pulse call, which was mainly detected in autumn and winter months. The presence of these two call types in our recordings could be an artefact due to propagation loss. The double pulse call produced by distant whales may be detected as only a 20-Hz call because higher frequency sounds, like the 130-Hz component, suffer from higher attenuation with distance 52 . Besides, the 20-Hz pulses have 280 time more energy that the upper component 16 . If this was true, higher rates of double pulse calls detected in autumn and winter months could be the result of more fin whales being closer to the recorders during these seasons. However, this implies that fin whales may be further away from the recorders in spring, when the double pulse is more scarce, which is not supported by either visual 11 nor satellite telemetry data 3 . Another hypothesis is that fin whales from the same population could be using two call types possibly linked to different behaviours. The double pulse call was mostly detected during the breeding season of fin whales which may represent a male reproductive display, as hypothesized for the 20-Hz pulse songs 26,30 . Unfortunately, our data from 2008–2011 has small duty cycles do not allow the identification of songs. Alternatively, two distinct acoustic populations could be producing these two call types. In the North Atlantic, this component, also referred as “135–140 Hz upsweep”, has been reported widely from east Greenland to the Alborán basin of the Mediterranean Sea 53,54,55 . To date, it has not been documented in the Northwest Atlantic. It is possible that some fin whales from the Northwest Atlantic frequent the Azores during the autumn and winter months. A recent study on stable isotopes identified the Iberian region as a winter feeding area for fin whales that visit the Azores in spring 56 but no information exists on the origin of fin whales in the Azores during autumn and winter months.

Diel patterns of both fin whale call types indicate that more vocalisations are produced during the day than during the night. Although the same diel pattern occurs in both seamounts, it is only in Condor that differences between day and night periods are statistically significant. This contradicts other studies that report higher numbers of 20-Hz calls at night 16,23,26 which have been associated with either a lower feeding activity during periods when krill is less aggregated 16 or on the contrary, associated to feeding when herring fish densities are higher 23 . In the Azores, satellite tracking data showed enhanced swimming speeds for fin whales engaged in area-restricted search (ARS) behaviour (associated with feeding 57 ) at night, with a clear peak at dawn and decreasing shortly after sunrise 3 . These authors suggest that fin whales feeding over deep waters may need to intensify their foraging effort at night to take advantage of the increased availability of diel vertically migrating prey in surface waters 3 . If we assume this to be true, then the lower numbers of both call types detected during the night coincide with a higher foraging activity of fin whales inferred from satellite telemetry. However, the fact that Gigante seamount differences between day and night call rates are not statistically different and the discrepancy between other studies 16,23 may indicate that fin whale call diel patterns may vary depending on the animals’ behavioural state, feeding strategy or prey preferences. There is also the possibility of missing 130 Hz pulses due to the animals’ location. If this was the case, diel patterns of the double pulse call may not reflect the production of calls but the animal movements with respect to the recorders, as has been hypothesised by other authors in respect to diel patterns 58 . However, the fact that both call types show the same diel patterns makes this hypothesis seem unlikely.

Blue whale vocalizations, described for the first time in the Azores by this study, match the North Atlantic call type, recorded throughout the North Atlantic including the Mid-Atlantic Ridge 49 and the Northeast 59 and Northwest Atlantic 27,28,60 . In this study, AB calls were rarely detected compared to A calls (5.9% of calls). This could be a consequence of a) B calls with lower source levels not being detected by the EARs lower sensitivity below 18 Hz and/or b) missing calls caused by small duty cycles (2008–2011) or c) a true low number of AB calls. While a similar pattern had been reported in the Mid-Atlantic Ridge 49 and the Gulf of Saint Lawrence 27 (with a higher percentages of AB calls than in the Azores: 29% and 23% respectively), the opposite had been found for a large offshore area of the Northwest Atlantic where AB calls were the most recorded call (65.7%) compared to A calls (33.7%) 28 . These differences do not match photo-identification data that suggest the existence two largely discrete blue whale populations in the North Atlantic (Northeast Atlantic and Northwest Atlantic) 61 . This could be due to: a) different uses of these specific call types are not linked to population identity or b) differences between recorders sensibilities affecting the detectability of B parts. Temporal differences in the production of the three call types, A, AB and D, indicate they may be used in different contexts. A and AB calls were mainly present in autumn and winter months 62 , which agrees with previous studies showing that regularly repeated A or A-B calls forming songs were produced during the hypothesized blue whale breeding season 41,49 . In this study though, we cannot differentiate if calls were forming songs or not due the small duty cycles used from 2008 to 2011. D calls were detected in all seasons, except summer, which may relate to the potential multifunctionality of this call. The use of D calls have been described in varying behavioural contexts that include from foraging 20,39 to social interactions 36,44 and even in competitive behaviour linked to reproduction 63 .

Diel patterns of blue whale calling activity did not show any significant differences between day or night periods for either A or D calls. Many studies conducted in the North Pacific Ocean have reported a higher number of blue whale A, B or A-B songs during the night, possibly coinciding with lower feeding activity 20,36,42,64 . The lack of a clear diel pattern in our study may be the result of either the inability to distinguish song fragments from songs due to our duty-cycled data or a true absence of a diel pattern. Blue whale D calls also showed little variation between light regimes. Other studies reported different diel patterns for this call, with more D calls during the day in the North Pacific 36 and during the night in the Northwest Atlantic 23 . D calls have been linked to periods of higher feeding activity but are more likely to be contact calls than foraging calls 20,36,44 . New data suggest that D calls could even be produced in reproductive contexts of male competition 63 .

Sei whale downsweep calls found in this study had been previously described in the Azores 65 and showed strong similarities with the ones described in the Northwest Atlantic 38 . The lack of regional call differences between these two areas agree with satellite and genetic studies indicating that western and central North Atlantic sei whales are part of the same population 4,66 . Sei whales found off the Gulf of Maine vocalize more during the day than at night 40 . Sei whales feed on surface aggregations of highly migrant zooplankton (mainly copepods) during the night, and higher calling activity during the day may serve a social function, maybe to advertise high density prey patches to conspecifics 40 . Detection of sei whale downsweeps in the Azores exhibited the same diel pattern as documented in the Gulf of Maine only in spring at Condor seamount and in autumn at Gigante seamount. This is an interesting result, because behavioural observations, satellite telemetry and stable isotope analysis all indicate that sei whales forage only sporadically in the Azores 4,11 . Either sei whales feed more often than detected by current observations in those seamounts and seasons and/or downsweeps are not strictly associated with feeding activity and may be also used as contact calls during migration and their diel patterns are affected by unknown variables.

This work emphasizes the importance of the Azores for three species of baleen whales. First, it places the archipelago as part of a large wintering area for fin and blue whales in the mid North Atlantic Ocean. Second, it confirms the relevance of the Azores as a migratory area for sei whales in spring and autumn.

Given the seasonality of these species in the archipelago, a spatial management approach that takes into account a temporal dimension should be considered as the most appropriate conservation strategy. Impacts known to cause disturbance to these species in the short and long-term should be regulated in space and time by integrating near-real time biological information such as habitat use. Noise produced by intense shipping and oil and gas exploration overlaps with baleen whale vocalisations and is known to cause behavioural responses to fin and blue whales 67,68 which, in the long term, could displace them or affect their survival. More research is needed in autumn and winter months to identify the spatial distribution of fin and blue whales in the Azores as well as the environmental drivers of their presence.


How do cetaceans feed?

Baleen whales and toothed whales feed very differently. While tooth whales are grabbers and suckers, baleen whales are either skimmers, suckers or gulpers!

Toothed whales (including dolphins and porpoises) all have teeth but the number, size and position, and even purpose of their teeth, varies from species to species. Some, like Orcas, use their teeth for grabbing while the long tusk of a male narwhal acts as a sensory organ and may help them “taste” the surrounding waters. One thing they have in common is that they do not use their teeth to chew their food! Toothed whales do not have molars for chewing their food, they swallow it whole or in large chunks. Some toothed whales use their tongues as pistons to suck in the food, using their teeth more socially than for feeding. One thing all toothed whales have in common is their sophisticated sonar systems called echolocation. This helps them find and target their prey which typically consists of fish, squid and octopus. However, some Orcas also are known to eat sharks and even other marine mammals.

Instead of teeth, baleen whales have hundreds of overlapping baleen plates grow downwards from the gums of the whale’s upper jaw. The number, size, and color of the baleen plates are unique for each whale species. The hairy fringe on the inside of the baleen plates earned these whales their scientific name “mysticete”, or moustached whales. Baleen is made out of keratin, the same protein that makes up our fingernails and hair. Being strong and flexible, baleen makes the perfect filter, or colander, enabling whales to strain out sea water and keep the prey.

Baleen whales are typically categorized as skimmers, gulpers, or suckers. Skimmers, like North Atlantic right whales, swim through patches of plankton with their mouths open as the water washes through the baleen, the tiny plankton are caught by the baleen and remain trapped in the their mouths. Gulpers are rorqual whales. Rorqual whales like blue and humpback whales have a series of pleats running from their lower jaw to the belly button which expand when they are filled with water. They close down with their upper jaw and force the water through the baleen, capturing fish or krill. Gray whales are suckers, they literally suck amphipods from the bottom of the ocean taking in mouthfuls of mud and food before forcing the water, sand and mud through their baleen as they capture their prey.


MEDŽIAGOS IR METODAI

We examined the TMJ of seven deceased minke whale specimens, including four B. acutorostrata Lacépède 1804 (two adult: female 6.02 m body length, NEAq.MH.87.586.Ba stranded normal/fresh Code 2 at Truro, MA, USA and female 4.6 m, 06-030.18.786 stranded normal/fresh Code 2 at Corolla, NC, USA one juvenile: female 3.4 m stranded normal/fresh Code 2 at Virginia Beach, VA, USA and one fetal: female 1.46 m, NEAq.MH,88.Bxx.Ba, mother stranded normal/fresh Code 2 at Cape Cod, MA, USA), and three fetal B. bonaerensis Burmeister 1867 (all ICR JARPA: male 1.45 m 03/04 318F, male 2.05 m 03/04 402F, female 2.09 m 05/06 486F). We examined/tested TMJs of three fin whales, Balaenoptera physalus (Linnaeus 1758) (two adult: male 17.68 m 24.7.F14.054, female 20.46 m 24.7.H9.F14.055 and one fetal: female 3.25 m 24.7.H8.F14.048F all normal/fresh Code 2 at Hvalfjörður, Iceland). We dissected three additional rorqual TMJs (one sei whale, Balaenoptera borealis Lesson 1828 two humpback, Megaptera novaeangliae Borowski 1781) and performed field biomechanical tests on one of the humpback whales.

All specimens were dissected according to applicable statutes no tissues were imported. For load cycle testing, larger cube-shaped tissue samples 10 cm on each side (1000 cm 3 ) (Fig. 1) were excised from the left and right TMJ pad of each non-fetal northern minke whale, with a smaller cube 5 cm on each side (125 cm 3 ) excised from the fetal northern minke whale’s left TMJ. For initial strength (failure) testing, cube-shaped tissue blocks 5 cm on each side (125 cm 3 ) were excised from the left and right TMJ pad of the two adult northern minke whales, with smaller (64 cm 3 ) cubes removed from the fetal northern minke whale's left TMJ. This yielded a total of seven blocks (six adult/subadult, one fetal) for load cycle testing and nine blocks (six adult, three fetal) for destructive testing to failure points along perpendicular orthogonal axes. All blocks were removed from the fibrocartilage pad's center, so that all six faces were of flat, sliced tissue. All blocks were cut with a large straight knife, with the TMJ pad removed from all bony attachments, placed on a stainless steel tray and pushed against a flat lucite sheet so that straight cuts could be made with no or minimal need for later trimming in the lab. All excised tissue blocks were immediately frozen on site (−20°C) for transport and storage. Because samples had no landmarks or other features, care was taken to mark axial orientations with permanent ink as blocks were excised and handled. Samples were also taken for future histological analysis. Blocks were thawed at room temperature 1–30 months after collection/freezing for lab testing of mechanical properties. The Antarctic minke whale specimens were scanned via CT imaging and dissected but not sampled for biomechanical testing. CT scans were conducted with a Siemens SOMATOM Spirit scanner (Munich, Germany) and analyzed with 3D medical imaging software (OsiriX MD 11.0 DICOM Viewer, Pixmeo, Geneva, Switzerland). The fin, humpback and sei whale TMJs were dissected and examined in the field, with field testing of compressive and tensile loading of one TMJ pad from each of the three fin whales and one of the humpback whales but not the sei whale, whose tissues were judged to be too deteriorated for proper biomechanical testing.

The rorqual temporomandibular joint (TMJ). (A,B) The large fibrocartilage pad closely connects and adheres to the temporal bone (A) and mandibular condyle (B). A and B show the same bisected pad of a fin whale the scale in A shows 1 cm squares. (C,D) Close-up views of white collagen and yellow elastin fibers within pad B. Scale bars: 1 cm. (E) Schematic view of the tissue blocks excised from the TMJ pad and the three axial dimensions for mechanical testing.

The rorqual temporomandibular joint (TMJ). (A,B) The large fibrocartilage pad closely connects and adheres to the temporal bone (A) and mandibular condyle (B). A and B show the same bisected pad of a fin whale the scale in A shows 1 cm squares. (C,D) Close-up views of white collagen and yellow elastin fibers within pad B. Scale bars: 1 cm. (E) Schematic view of the tissue blocks excised from the TMJ pad and the three axial dimensions for mechanical testing.

For laboratory material testing, thawed 125 cm 3 tissue blocks of the northern minke whales were initially tested for uniaxial strength in three orthogonal axes (dorsoventral, mediolateral and anteroposterior) following the ink markings for orientation. Tissue samples were loaded in compression or tension with a Mark-10 ES30 universal testing machine with M4-200 force gauge running Mesur™Gauge recording software (Copiague, NY, USA). For compressive testing, samples were compressed between circular plates (Mark-10 G1009-2) affixed to the end of a mobile piston for tensile testing, samples were clamped with wedge grips (Mark-10 G1061-3) with sharp 8 mm teeth that penetrated the tissue to hold it firmly in place. Sample cubes were not otherwise cut or punctured, and were tested to maximal compression and tension as judged by destruction (puncture or extrusion and tearing, respectively) of tissue fibers, with peak forces recorded in N and deformation in mm. Resulting deformation was recorded during loading/unloading cycles with the force gauge software as well as a data-linked Mitutoyo Digimatic micrometer (Kanagawa, Japan) to record tissue displacement (strain) due to applied tensing or compressing force.

Next, each of the seven larger (1000 cm 3 adult or 125 cm 3 fetal) tissue blocks was load tested uniaxially and sequentially in three dimensions (anteroposterior, dorsoventral and mediolateral, with N=20 loading/unloading cycles along each axis) to 95% of the same maximal compressive and tensile strengths determined during the earlier failure testing. As with the strength testing, both stress and strain were recorded with the Mesur™Gauge software and strain was additionally recorded with a digital micrometer physically attached and data-linked to the testing machine. Su N=20 loading/unloading cycles for all seven tissue blocks, the combined total was N=140 for compressive and N=140 for tensile tests along each of the three orthogonal axes. However, because the fetal tissue sample was smaller in size and came from a much younger (prenatal) animal, its results were not included in the pooled load cycle data (Fig. 2), which included N=360 compressive and N=360 tensile tests (20 per sample×6 samples×3 axes), so that N=720 total load cycles.


Žiūrėti video įrašą: Apsilankymas Lietuvos jūrų muziejuje ir delfinariume (Birželis 2022).