Valailla on erityisen pienet lantion luut kehon kokoon verrattuna. Esimerkiksi sinivalas voi kasvaa jopa 100 metrin pituiseksi, noin linja-auton kokoiseksi, mutta sen lantion luu on vain jalan ympärillä. Jo pitkään tutkijat kuvittelivat, että luut ovat niin pieniä, koska ne ovat vestiiaalisia, kutistunut evoluutiojäännös esi-isästä, joka kerran käveli maalla.
Mutta nyt tutkijat ovat huomanneet, että pienillä luuilla voi todella olla valtava rooli valaiden lisääntymisessä. Valaat kuuluvat valaslajeiksi kutsuttuun nisäkäsryhmään, johon kuuluu myös delfiinejä. Vertaamalla satoja valaan ja delfiinien lantion luita sukupuolielimiinsa ja parittelutapaansa tutkijat havaitsivat, että lupaavamman lajin uroksilla oli suurempi penis ja suurempi lantion luu. Suurempi luu antaisi teoriassa valaalle enemmän ohjattavuutta samalla kun se ratkaisee logistisesti vaikean tehtävän parittua vedessä, ryhmä kirjoittaa tutkimuksessa, joka hyväksyttiin julkaisemiseen Evolution- lehdessä.
”Vastoin yleistä käsitystä, nämä eivät ole eturauhasen rakenteita. Heillä on tehtävä. Tämä toiminto on lisääntyminen, ja ne kehittyivät vastauksena seksuaaliseen valintaan ”, sanoo Jim Dines, paperin yhteiskirjailija ja kokoelmapäällikkö Los Angelesin maakunnan luonnontieteellisessä museossa.
Ihmiset ja muut maalla asuvat nisäkkäät tarvitsevat suuria lantion luita ankkuroidakseen takajalat ja kävelemään. Siksi luut on kytketty selkärangan pohjaan ja jalkojen luiden yläosiin. Valaissa lantion luut eivät ole kiinnittyneet mihinkään luurankoon - ne ovat vain upotettu lihakseen. Se johti useimpien tutkijoiden olettamaan, että eristetyillä luuilla ei ollut evoluutiota.
"Vain siksi, että emme voi ajatella toimintoa, ei tarkoita, että sillä ei olisi mitään hyötyä. Se on mielikuvituksemme pieni lyhytnäköisyys ", huomauttaa Nick Pyenson, paleobiologi Smithsonianin kansallisessa luonnontieteellisessä museossa Washingtonissa, joka ei ollut sidoksissa tutkimukseen.
Dines ja hänen tiiminsä lähtivät etsimään parempaa vastausta. Valaiden lantion luut kiinnittyvät ischiocavernosus-lihaksiin kutsuttuun liharyhmään, joka useimmissa nisäkkäissä kiinnittyy myös sukuelimiin. Jyrsijöillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että jos leikkaat nämä lihakset, uros menettää kontrollinsa penikseen. Valaslajien keskuudessa on myös paljon lantion luunvaihtelut, ja se kiinnitti joukkueen kiinnostusta. "Edes läheisesti sukulaisten välillä oli niin paljon eroja, että oli selvää, että jotain todella hienoa tapahtui", Dines sanoo.
Niistä lajeista, joita ryhmä tutki, olivat pullotettuja delfiinejä ( Tursiops truncatus ), jotka on esitetty yllä olevassa kaaviossa: Kuva B osoittaa, kuinka lihakset kytkeytyvät lantion luuhun, kun taas kuvat C ja D ovat 3D-malleja eläinten parillisista lantion luista ja kylkiluista, vastaavasti. (Dines et ai. / Kehitys) Dines vei voimakkaasti LA: n ja Smithsonianin museokokoelmista DC: ssä ja seurasi lantion luita 130 valasta 29 lajin välillä. Hän arvioi, että noin 90 prosenttia yksilöistä tuli rannalla pidetyistä valaista ja sivusaaliista - valaista ja delfiineistä, jotka olivat juuttuneet kalaverkkoihin.
Luiden yksinkertainen mittaus ei kuitenkaan paljasta tarpeeksi monimutkaisia eroja. ”Voisit laittaa [luun] viivaimeen, mutta nämä luut ovat kaarevia ja oudon muotoisia. Joten me menettäisimme valtavia määriä tietoa, jos tekisimme niin ”, sanoo tutkimuksen avustaja Matt Dean, evoluutiobiologi Etelä-Kalifornian yliopistossa Los Angelesissa. Sen sijaan tutkijat käyttivät laserskanneria luomaan kolmiulotteiset mallit kaikista luista ja mittaamaan tilastollisesti niiden erot.
Dean, Dines ja heidän kollegansa ottivat luunäytteitä laserskannaamalla ja luontivat luusta 3D-mallin, kuten yllä vasemmalla. Toisaalta oikealla oleva ympyrä edustaa kyseisen luun poikkileikkausta. Analysointia varten ne nollattiin maamerkeihin, näkymättömät paljaalle silmälle, ja etsivät eroja näissä kohdissa (vihreänä) lajien välillä. (Dines et ai. / Kehitys) Parittelutyyli on selvästi vaikeampi numeron asettamiseen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että urokset, joilla on suurempia kiveksiä, ovat lajeja, jotka parittuvat useamman kumppanin kanssa. Mitä enemmän naaraita paritellaan, sitä enemmän spermaa he tarvitsevat. Tutkijoiden ja valaanpyyntiteollisuuden tiedonkeruujen ansiosta erilaisilla lajeilla oli saatavana paljon tietoja valaan kivesten koosta, peniksen koosta ja kehon koosta, joista osa oli peräisin 1920-luvulta.
Vertaamalla kaikkia näitä tietoja tutkijat havaitsivat joitain suuntauksia, mukaan lukien yhteyden lujuuden (kiveksen koon perusteella) ja lantion luun koon välillä. Varmistaaksesi, että tämä ei ollut väärin positiivinen, he suorittivat saman laserskannauksen ja -analyysin kylkiluissa - mikä yllättäen ei osoittanut korrelaatiota kivesten tai penis koon kanssa. Ja kun tarkastellaan valaita sukupuua, kun lajit erottuivat ja muuttuivat lupaavimmiksi, niiden lantion luiden muoto muuttui vastaavasti.
Seksuaalisen valinnan vaikutusten tuntemiseksi valailla, joilla on suurempia tai yksilöllisempiä lantion luita, oli oltava selkeä etu luonnossa. ”Miesten valaat ovat erittäin taitavia peniksensä suhteen. Luulen, että heidän on oltava, koska he paristuvat vedessä ”, Dean sanoo. Lupaavammilla lajeilla oli myös pidempi penis, suhteessa kehon kokoon. Mitä suurempi penis, sitä suurempi yhdistävä lihas ja siten sitä suurempi lantion luu tarvitaan sen hallitsemiseksi.
Spektrin yhdessä päässä on franciscana ( Pontoporia blainvillei ), joki-delfiini, joka on monogaamia. Siinä on tutkittujen valaiden joukossa pienimmät kivekset ja pienin lantion luu. Lupaavimmilla lajeilla, oikealla valalla ( Eubalaena glacialis ), on suurin lantion luut ja suurimmat kivekset, joiden paino on noin tonni koottu. "Jalostuskauden aikana urospuoliset oikeat valaat uivat ympäriinsä vastaavan Volkswagen-virheen kanssa kehossaan", Dean sanoo.
Lupaavimmissa valaissa, kuten oikeissa valaissa (kuvassa vasemmalla), oli suurempia lantion luita, kun taas monogamia harjoittavilla lajeilla, kuten franciscana-joen delfiinillä (oikealla), oli pienempi lantion luu. (Vasemmalla: Flickr-käyttäjän Smitty kohteliaisuudesta. Oikealla: Alcide Dessalines d'Orbigny / Wikimedia Commons) Sekä geenitutkimukset että harvinaiset havainnot kentällä viittaavat siihen, että naispuoliset oikeat valaat parittuvat useiden urosten kanssa, joskus samanaikaisesti. Tällaisessa tilanteessa on helppo kuvitella, kuinka suurempi osaaminen olisi hyödyllistä.
"Monet erityyppiset valinnat toimivat todennäköisesti kaikilla organismeilla kaikkina aikoina, ja siksi on hienoa tietää, että kaikkien valaiden lantion anatomiassa on selviä seksuaalisen valinnan merkkejä", Pyenson sanoo.
Tutkijat havaitsivat samanlaisen suuntauksen naisilla, joilla oli myös suurempia lantion luita lupaavammissa lajeissa. Dekaani uhkaa kahta mahdollista selitystä: se voi olla siirtyminen urosten seksuaalivalinnoista tai jotain voi tapahtua naisten sukuelimillä, joita hallitsevat samat lihakset. "Kliitori ja penis ovat sama asia", Dean sanoo. "Voi olla, että nämä naaraat liikuttavat klitoriaansa outoilla tavoilla, joita emme ymmärrä, mahdollisesti ottaen näytteitä miehistä pariutumisen aikana. Kuka tietää mitä he tekevät. ”
Tämän testaaminen kentällä on melkein mahdotonta - toistaiseksi ei ole mitään keinoa röntgenvalaita harrastaa seksiä vedenalaisina paljastaakseen heidän anatomiansa sisäisen toiminnan. Kaikki tutkijat voivat tässä vaiheessa spekuloida. Sillä välin tutkimuksessa käytetyillä tekniikoilla on vaikutusta valaanäytteiden tutkimiseen eteenpäin. Käyttämällä samoja laserskannaustekniikoita tutkijat voisivat luoda digitaalisia kopioita analyysiä varten tai jopa 3D-tulostaa valaan lantion luun.
"Minulle se on tarkoituksenmukaisempi tapa tehdä tämäntyyppiset näytteet, jotka saattavat olla todella harvinaisia tai arvokkaita, muiden tutkijoiden saataville ympäri maailmaa", Dines sanoo.
