Name: Merle

Evolution der Wale

Wale und Delfine können aufgrund ihres Lebensraums und ihres Aussehens schnell mit Fischen verwechselt werden, wobei diese aber eigentlich Säugetiere sind. Aufgrund dieser Analogie ist die Evolution dieser beiden Arten sehr interessant. Wie entwickelten sich Wale und Delfine?

Zunächst ist wichtig zu wissen, auch wenn Delfine umgangssprachlich oft aus dem Walbegriff ausgeklammert werden, beinhaltet der Begriff Wal diese. Es wird zwischen 2 Unterarten entschieden, dem Bartenwal, welcher sehr groß ist und sich von Plankton ernährt, und den räuberischen Zahnwalen, zu denen auch die Delfine gehören.

Abstammung 

Der Urwal soll von primitiven fleischfressenden Paarhufern abstammen und lebte folglich an Land. Die stammesgeschichtliche Entwicklung begann also ungefähr im frühen Eozän vor mehr als 50 Millionen Jahren. Das auffälligste gleiche Merkmal bei Walen und Paarhufern ist das obere Sprunggelenk (Knöchel), was bei frühen Walen noch als doppelte Gelenkrolle auftritt. Eine weitere auffallende Morphologie sind hintere Backenzähne, welche für eine enge Verwandtschaft zu Flusspferden sprechen. 

Vom Land ins Wasser

Die drastische Veränderung des Ökosystems war der starke Klimawandel im Eozän. Die wärmeren Temperaturen führten zu Dürren und deswegen bei den Pflanzenfressern zu Konkurrenz um Nahrung und Infolgedessen Mangel an Nahrung bei den Fleischfressern. Durch den Temperaturanstieg stieg auch der Wasserspiegel um bis zu fünf Meter.

Stammesgeschichtliche Entwicklung

Forscher datieren den „Beginn“ der Evolution des Wals vor 50 Millionenn Jahre. 
Die erste festgelegte Art des Wals ist die Pakicetidae (a), welche wolfsähnlich aussieht und wahrscheinlich Tiere nah an Gewässern jagte, die dort Flüssigkeit zu sich nahmen. 
Nachfahren sind die Ambulocetidae(b), welche sich mehr im Wasser aufhielten als die Pakicetidae und länger waren. Sie erreichten eine Größe von 4 Metern. Aufgrund der sich ausbildenden Schwimmhäute für eine schnelle Fortbewegungsgeschwindigkeit im Wasser, ist ein Jagen der Tiere, die am Wasser trinken, aus dem Wasser heraus wahrscheinlich. Auch der Schwanz war kräftiger geworden. Die Art wird auch aus „laufender Wal“ bezeichnet, trotzdem die Skelettform darauf hinweist, dass sich die Art an Land nur noch robbend bewegen konnte.
Noch besser an das Leben im Wasser angepasst waren die Remingtonocetidae (c), weil sie eine lange Schnauze hatten, mit der sie schon aktiv nach Fisch gejagt haben. 

Im weiteren Verlauf der Stammesentwicklung kam es zu einer Zurückbildung von den Hinterbeinen, während die Vorderbeine flossenähnlich wurden. Auch das Fell entwickelte sich zu einer Fettschicht. 
Die Protocetidae (d) waren sehr gute Schwimmer und hatten einen kürzeren Hals, der sich besser zum Tauchen eignete. Am Schwanz hatten sich Muskeln gebildet. 

Die Basilosauridae (f) besaßen nur noch winzige Hintergliedmaßen. Der stromlinienförmige Körper war angepasst zum Jagen in flachen Buchten. Die Nasenlöcher lagen bei ihnen schon weiter hinten, wobei sie wahrscheinlich aber um Luft zu holen noch ihren Kopf herausstreckten.

Die gleichzeitig existierende Art der Dorudontinae (e) sind kleiner, haben aber auch stark verkürzte Hinterbeine. Wahrscheinlich entwickelte sich aus dieser Art die heutigen Wale und Delfine. 
Bei beiden Arten hatte sich das heute typische Gehör für Wald zum besseren Richtungshören entwickelt. Das Trommelfell wurde ersetzt durch die Feste schallleitende Bulla. 

Weitere evolutive Entwicklungen sind:

Spezialisierung des Gebisses ( homodente Zöhne bzw, Barten)

• Nasenlöcher sind schließbar
• Vergrößerung der Niere zum Ausscheiden von zu viel Salz
• hoher Hämoglobingehalt im Blut, Verbesserung der Sauerstoffbindung
• Nicht lebensnotwendige Organe können vom Blutkreislauf vorübergehend abgekapselte werden
• Möglichkeit Herzschlag zu verlangsamen

Homologie und Analogie

Vergleicht man zunächst die Homologien des Armes des Menschens und der Walflosse ist deutlich zu erkennen, dass der innere Aufbau ziemlich gleich ist: die Handwurzel mit fünf langen Fingern. Von außen erkennt man nicht, dass diese zu den eng verwandten Säugetieren gehört, was begründet ist in einer divergenten Entwicklung aufgrund stark verschiedener ökologischer Nischen und Selektionsdrücke. 
Durch die Form und Funktion der Wal und Fischflosse könnte man auf den ersten Blick schließen, sie seien eng verwandt, betrachtet man aber erneut den inneren Aufbau kann man an den zahlreichen Flossenstrahlen erkennen, dass diese nicht mit den Fingerflossen übereinstimmen. Hier ist also eine Analogie aufgrund von konvergenter Entwicklung, also gleichen Umweltanpassungen, zu sehen.

Genverlust

Forscher untersuchten die Gene von Flusspferdearten und Walarten, besonders in Hinblick auf Gene, die das Flusspferd besitzt, aber bei den Walen „verschwunden“ sind. Dabei fanden sie heraus, dass 85 Gene bei den Walen nicht mehr vorhanden waren.
Manche waren schlichtweg unnötig wie zum Beispiel das Gen für die Speichelbildung, was unter Wasser nicht benötigt wird, der Verlust anderer war essentiell dafür, dass das Lebewesen dem Selektionsdruck stand halten kann. So zum Beispiel der Verlust von Blutgerinnungsgene, was beim Tauchen unter hohem Druck hilft.