Para os biólogos evolucionistas, as orelhas de baleia são um enigma estranho e fascinante. Estudá-las à medida que elas se desenvolvem no útero pode nos ajudar a entender como elas evoluíram. Mas colecionar fetos de baleia hoje está fora de cogitação porque as baleias caçadoras são ilegais, e os cientistas têm que confiar nos encalhes, que não costumam aparecer mulheres grávidas.
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Assim, quando a pesquisadora do Smithsonian Maya Yamato ficou sabendo de uma coleção de 56 fetos de baleia preservados em álcool no Museu Nacional de História Natural, ela os levou para o laboratório de tomografia do museu. “Nós nunca mais conseguiremos esse tipo de material novamente”, diz Yamato, “como eles são tão valiosos e raros, não é desejável dissecá-los”.
Yamato, um colega de pós-doutorado que trabalha com o curador de mamíferos marinhos fósseis, Nicholas Pyenson, queria dar uma olhada melhor em como as orelhas se desenvolviam em fetos de baleia. A coleção inclui alguns exemplares de 100 anos de idade, a maioria dos quais remonta a um período no início e meados do século XX, quando as operações comerciais de caça às baleias prosperaram. Em 1986, a caça às baleias foi proibida pela Comissão Internacional da Baleia e, embora alguns dos espécimes da coleção sejam provenientes de capturas acessórias e encalhamentos, muitos estão associados à caça às baleias de uma era anterior.
"Eles são únicos porque existem espécies que ninguém jamais será capaz de coletar novamente", diz Pyenson. “Em alguns casos, as circunstâncias em que foram coletadas não podem ser replicadas ou os organismos não estão na natureza.”
Como a dissecação de qualquer um dos espécimes ou a realização de qualquer tipo de exame invasivo não era uma opção, Yamato usou a tecnologia de TC não invasiva para inspecionar as características muito delicadas dentro dos crânios das baleias. Os resultados do trabalho de Yamato aparecem em um novo estudo hoje na revista PLOS ONE . O que Yamato encontrou ajuda a confirmar o que o registro fóssil diz sobre como as baleias fizeram a mudança dramática da terra para o mar e como as famílias de baleias continuaram a evoluir características físicas divergentes para acomodar diferentes estilos de vida em seu ambiente subaquático.
Maya Yamato (direita) e um colega dissecam a cabeça de uma falecida baleia-comum na Baía de Chesapeake para examinar o tecido mole associado às orelhas. (Programa de Resposta a Conflitos do Virginia Aquarium) Os cetáceos evoluíram em dois grupos distintos: aqueles com dentes e aqueles com barbas - uma estrutura eriçada feita de queratina. Baleias dentadas, como cachalotes, orcas e golfinhos caçam e caçam presas em suas mandíbulas dentadas, mas baleias como baleias jubarte, azul e baleia engolem água e a filtram através de suas barbatanas para prender pequenos peixes e krill.
Não só eles se alimentam de maneiras completamente diferentes, mas os dois grupos de baleias também ouvem diferentemente. Os grupos processam o som nos extremos opostos da escala de frequência para a audição dos mamíferos. As baleias de barbatanas usam sons de frequência ultrabaixa para se comunicar por longas distâncias. Eles ouvem e vocalizam usando freqüências mais baixas que as usadas por qualquer mamífero terrestre, até mesmo elefantes.
As baleias dentadas, por outro lado, ouvem e produzem sons em freqüências mais altas que o morcego marrom, o mamífero terrestre de maior altura. As baleias dentadas confiam na capacidade de a ecolocalização navegar e encontrar presas.
Usando as tomografias computadorizadas da coleção de baleias fetais, Yamato e Pyenson puderam traçar o desenvolvimento desses dois tipos muito diferentes de baleias. "Se o Smithsonian não tivesse um tomógrafo, e não tivesse a maior coleção de mamíferos marinhos do mundo, este estudo provavelmente não teria acontecido", disse Yamato.
Ela e Pyenson são os primeiros cientistas a identificar o “funil acústico” em desenvolvimento nos ouvidos de um espécime fetal. Orelhas de baleia são totalmente internas. Eles dependem de tecido adiposo associado ao funil acústico em forma de cone, que é encontrado apenas em baleias. Exatamente como eles funcionam ainda não é totalmente compreendido. Em todas as baleias dentadas, o funil acústico está voltado para a frente, mas em algumas baleias, o funil é orientado para o lado da cabeça.
A equipe de pesquisa tornou-se o primeiro grupo de cientistas a identificar e descrever in situ o desenvolvimento de uma área específica do ouvido encontrada exclusivamente em baleias conhecidas como “funil acústico” (acima: cone rosa), uma estrutura considerada um componente crítico. para entender melhor como as baleias (inferiores) e dentadas (superiores) ouvem em seus ambientes aquáticos. (Yamato M, Pyenson ND (2015)) Os estágios iniciais do desenvolvimento da orelha nos fetos são paralelos à divergência evolutiva dos cetáceos de seus ancestrais terrestres. E, ainda mais importante, a divergência dos dois grupos um do outro. O funil acústico desenvolve-se de forma semelhante, em primeiro lugar, em todos os cetáceos. Então, mais tarde, à medida que os fetos dos dois grupos se desenvolvem, ele muda de orientação e forma no cérebro, imitando o processo evolutivo.
"Queremos ser capazes de traçar todas as estruturas dentro do ouvido", diz Yamato. “Nos fetos iniciais, vemos as estruturas típicas dos mamíferos. Eles são mais parecidos com todos os outros mamíferos - para pousar mamíferos. Com esse método não invasivo de estudar esses espécimes raros, podemos observar como esses ingredientes típicos de mamíferos terrestres são rearranjados para formar os ouvidos das baleias modernas ”.
Esse tipo de informação é difícil de obter. Fetos antigos não se preservam bem no registro fóssil. Pyenson diz que há apenas um espécime fossilizado conhecido de uma baleia não nascida. Assim, examinar esses espécimes históricos que incluíam 15 espécies diferentes de baleias dentadas e de barbatanas era como abrir um tesouro de dados. Agora que as varreduras estão disponíveis para a comunidade científica, outros cientistas já estão começando a usá-las para estudar outras características do desenvolvimento das baleias.
"Como crescemos, especialmente no útero, nos diz muito sobre como evoluímos", diz Pyenson. "Então, olhar para dados fetais pode nos dar muitas respostas em termos de como um animal se desenvolve."
“Esse tipo de estudo ajuda a ilustrar a incrível diversidade e adaptação da vida na Terra”, acrescenta Yamato. “Embora todos nós descendamos do mesmo ancestral, temos diferentes estratégias para lidar com ambientes muito diferentes”.
