50 miljoner år av valutveckling

Det grundläggande temat för valutvecklingen är utvecklingen av stora djur från mycket mindre förfäder - och ingenstans är detta tydligare än i fallet med flera tonars spermier och grå valar, vars ultimata förfäder var små, förhistoriska däggdjursdjur som förvrider floderna i Centralasien för 50 miljoner år sedan. Kanske mer spännande, valar är också en fallstudie i gradvis utveckling av däggdjur från helt markbundna till helt marina livsstilar, med motsvarande anpassningar (långsträckta kroppar, näbbben, blåshål etc.) med olika viktiga intervaller längs vägen.

Fram till sekelskiftet var valarnas yttersta ursprung hylt av mysterium, med knappa rester av tidiga arter. Allt ändrades med upptäckten av en enorm fossil i centrala Asien (speciellt landet Pakistan), av vilka några fortfarande analyseras och beskrivs. Dessa fossiler, som härstammar från bara 15 till 20 miljoner år efter dinosauriernas förfall för 65 miljoner år sedan, bevisar att de ultimata förfäderna till valar var nära besläktade med artiodactyls, de jämnt påklädda däggdjur representerade idag av svin och får.

De första valarna - Pakicetus, Ambulocetus och Rodhocetus

På de flesta sätt kunde Pakicetus (grekisk för "Pakistanval") inte skiljas från andra små däggdjur i den tidiga eocenepoken: cirka 50 kilo eller så, med långa, hundliknande ben, en lång svans och en smal nos. Men av avgörande betydelse är anatomin hos däggdjurets inre öron nära anpassning till moderna valar, den viktigaste "diagnostiska" funktionen som sätter Pakicetus i roten för valens utveckling. En av Pakicetus närmaste släktingar var Indohyus ("indisk gris"), en forntida artiodactyl med några spännande marina anpassningar, till exempel en tjock, flodhästliknande hud.

Ambulocetus, alias "vandringsvalen", blomstrade några miljoner år efter Pakicetus och visade redan några tydliga valliknande egenskaper. Medan Pakicetus ledde en mestadels landlig livsstil, som ibland doppade i sjöar eller floder för att hitta mat, hade Ambulocetus en lång, smal, oterliknande kropp, med bäddar, vadderade fötter och en smal, krokodilliknande snut. Ambulocetus var mycket större än Pakicetus - cirka 10 fot lång och 500 kilo, mycket närmare en blåval än en guppy - och tillbringade förmodligen en betydande tid i vattnet.

Rodhocetus har fått sitt namn efter den region i Pakistan där dess ben upptäcktes ännu mer slående anpassningar till en vattenlevande livsstil. Denna förhistoriska val var verkligen amfibisk och kryper upp på torrt land bara för att foder för mat och (eventuellt) föda. I evolutionära termer var dock den mest berättande funktionen hos Rodhocetus strukturen på höftbenen, som inte smältes till ryggraden och därmed gav den större flexibilitet vid simning.

Nästa valar - Protocetus, Maiacetus och Zygorhiza

Resterna av Rodhocetus och dess föregångare har hittats mest i Centralasien, men de större förhistoriska valarna i den sena eocenepoken (som kunde simma snabbare och längre) har hittats på mer olika platser. Den bedrägliga namnet Protocetus (det var egentligen inte den "första valen") hade en lång, sälliknande kropp, kraftfulla ben för att driva sig genom vattnet och näsborrar som redan hade börjat vandra halvvägs upp pannan - en utveckling förskådar blåshålen för moderna valar.

Protocetus delade en viktig egenskap med två ungefär samtida förhistoriska valar, Maiacetus och Zygorhiza. De främre lemmarna i Zygorhiza var gångjärn vid armbågarna, en stark ledtråd att den kröp på land för att föda, och ett exemplar av Maiacetus (som betyder "god moderval") har hittats med ett fossiliserat embryo inuti, placerat i födelsekanalen för markleverans. Det är uppenbart att de förhistoriska valarna i Eocene-epoken hade mycket gemensamt med moderna jättesköldpaddor!

De jätteförhistoriska valarna

För ungefär 35 miljoner år sedan hade vissa förhistoriska valar uppnått gigantiska storlekar, större än moderna blå- eller spermvalar. Den största släkten som hittills är känd är Basilosaurus, vars ben (upptäcktes i mitten av 1800-talet) en gång troddes tillhöra en dinosaurie - därmed dess bedrägliga namn, som betyder "kungödla." Trots sin storlek på 100 ton, hade Basilosaurus en relativt liten hjärna och använde inte echolocation vid simning. Ännu viktigare ur ett evolutionärt perspektiv led Basilosaurus en helt vattenlevande livsstil, födelse samt bad och matning i havet.

Samtida av Basilosaurus var mycket mindre skrämmande, kanske för att det bara fanns utrymme för ett gigantiskt rovdjur i det undervattens livsmedelskedjan. Dorudon tros en gång vara en baby-basilosaurus; först senare insåg man att denna lilla val (endast cirka 16 fot lång och ett halvt ton) förtjänade sitt eget släkte. Och den mycket senare Aetiocetus (som levde för cirka 25 miljoner år sedan), även om den vägde bara några ton, visar den första primitiva anpassningen till planktonfodring - små platta med balen tillsammans med dess vanliga tänder.

Ingen diskussion om förhistoriska valar skulle vara fullständig utan att nämna ett ganska nytt släkte, den lämpligt namngivna Leviathan, som tillkännagavs världen sommaren 2010. Denna 50 fot långa spermhval vägde "bara" cirka 25 ton, men det verkar ha preyat på sina valar tillsammans med förhistoriska fiskar och bläckfiskar, och det kan ha blivit förbytat i tur och ordning av den största förhistoriska hajen genom tiderna, den basilosaurusstora Megalodon.