Kaj vam pade na pamet, ko pomislite na kita? Pljunke, puhavice in luske so med značilnostmi približno 80 vrst kitov (kiti, delfini in pliskavke), ki danes živijo. A ker so sesalci, vemo, da so se morali razviti od prednikov, ki živijo na kopnem.
Pred približno 375 milijoni let so se prvi tetrapodi - vretenčarji z rokami in nogami - odrinili iz močvirja in začeli živeti na kopnem. Ta velik evolucijski prehod je postavil osnove vsem naslednjim skupinam vretenčarjev, ki živijo na kopnem, vključno z raznovrstno rodovno linijo, imenovano sinapsidi, ki je nastala pred približno 306 milijoni let. Čeprav so bila ta bitja, kot je Dimetrodon, videti kot plazilci, so bili v resnici arhaični predhodniki sesalcev.
V času, ko so se prvi sesalci razvili pred 200 milijoni let, pa so bili dinozavri prevladujoči vretenčarji. Sesalci so se razgibali v senci velikih arhozavrov in ostali so dokaj majhni in skrivnostni, dokler ne-ptičjih dinozavrov množično izumrtje ni izbrisalo pred 65 milijoni let. Ta svetovna katastrofa je odpravila pot do velikega sevanja sesalcev. Šele približno 10 milijonov let po tem izumrtju - in več kot 250 milijonov let, odkar so se na kopno izplavile najzgodnejše tetrapodje -, so se prvi kiti razvili. Ti najzgodnejši kitovi niso bili podobni kitom, kakršne poznamo danes, in šele nedavno so jih paleontologi prepoznali.
Več kot stoletje je bilo naše poznavanje zapisa fosilov kitov tako redko, da nihče ni mogel biti prepričan, kako so izgledali predniki kitov. Zdaj se je plima obrnila. Poplava novih fosilov je v samo treh desetletjih zapolnila vrzeli v našem znanju, s katerimi je izvor kitov spremenil v enega najbolje dokumentiranih primerov obsežnih evolucijskih sprememb v zapisu fosilov. Ta predniška bitja so bila neznanejša, kot je kdo kdajkoli pričakoval. Ni bilo ravninskega pohoda kopenskih sesalcev, ki vodi do popolnoma vodnih kitov, ampak evolucijski nered dvoživcev, ki so hodili in plavali po rekah, ustjih in obalah prazgodovinske Azije. Kolikor čudni so sodobni kiti, so bili njihovi fosilni predhodniki še bolj tuji.
Pionirji, ki so čistili zemljo v Alabami in Arkansasu, so pogosto našli ogromne okrogle kosti. Nekateri naseljenci so jih uporabljali kot ognjišča za kamine; drugi so s kostmi podpirali ograje ali jih uporabljali kot temeljne kamne; sužnji so kosti uporabljali kot blazine. Kosti so bile tako številne, da so jih na nekaterih poljih uničili, ker so posegali v obdelovanje zemlje.
Leta 1832 se je na posest sodnika H. Bryja v Arkansasu podrl hrib in izpostavil dolgo zaporedje 28 krožnih kosti. Mislil je, da bi jih lahko zanimalo znanstveno, in poslal paket Ameriškemu filozofskemu društvu v Filadelfiji. Nihče ni povsem vedel, kaj bi iz njih naredil. Nekaj usedlin, pritrjenih na kosti, je vsebovalo majhne lupine, ki so pokazale, da je neko veliko bitje nekoč živelo v starodavnem morju, vendar je bilo malo več mogoče reči z gotovostjo.
Bryevo donacijo je kmalu uskladil in celo presegel donacijo sodnika Johna Creaghha iz Alabame. Med vreščanjem na njegovem posestvu je našel vretence in druge drobce in poslal tudi nekaj vzorcev v Philadelphijsko družbo. Richard Harlan je pregledal fosile, ki niso bili podobni vsem, ki jih je videl že prej. Prosil je za več kosti in Creagh je kmalu poslal dele lobanje, čeljusti, okončin, reber in hrbtenice skrivnostnega bitja. Glede na to, da sta Creghgh in Bry dejala, da sta videla nepoškodovane vretenčne stebre, dolge več kot 100 čevljev, mora biti živo bitje eden največjih vretenčarjev, kar jih je kdajkoli živelo. Toda kakšna žival je bila?
Harlan je menil, da so kosti najbolj podobne tistim izumrlim morskim plazilcem, kot so pleziozavri z dolgim vratom in racionalizirani ihtiozavri. Usmerjeno mu je dodelil ime Basilosaurus. Vendar ni bil prepričan. V čeljusti so bili zobje, ki so se razlikovali po velikosti in obliki, značilno za sesalce, vendar ne za večino plazilcev. Zakaj je imel največji fosilni plazilci, ki je kdajkoli živel, sesalcem podobne zobe?
Harlan je leta 1839 odpotoval v London, da bi predstavil Basilosaurusa nekaterim vodilnim današnjim paleontologom in anatomom. Richard Owen, vzhajajoča zvezda v akademski skupnosti, je skrbno pregledal vsako kost in celo dobil dovoljenje, da se je zrezal v zobe, da bi preučil njihovo mikroskopsko zgradbo. Njegova pozornost na tako drobne podrobnosti je na koncu ustalila identifikacijo morske pošasti. Basilosaurus si je z morskimi plazilci delil nekaj lastnosti, toda to je bil le površen primer zbliževanja - živali v istem življenjskem okolju, ki imajo podobne lastnosti - ker sta oba tipa bitja živela v morju. Skupna konstelacija lastnosti, vključno z dvojno zakoreninjenimi zobmi, je Basilosaurusa nedvomno identificirala kot sesalca.
Po pregledu vretenc in drugih drobcev, ki so jih našli v Alabami, je Richard Harlan iz Ameriškega filozofskega društva v Filadelfiji menil, da so kosti najbolj podobne tistim izumrlih morskih plazilcev. Usmerjeno mu je dodelil ime Basilosaurus . Na sliki je 3D model Basilosaurusa . (DK Limited / Corbis) 
Ilustracija zbiralca fosilov nemškega rodu Alberta Kocha "Hydrarchos", ko se je pojavil na ogled. (From Fowler, OS 1846. American Phrenological Journal and Miscellany, Vol. 8. New York: Fowler & Wells.) Nekaj let pozneje je znanstvenik, ki je s sodelavci, ki se ukvarja z drugim vzorcem, iz lobanje izvlekel kost, jo spustil in se razbila na tleh. Ko so nervozni znanstveniki zbrali drobce, so opazili, da kost zdaj razkriva notranje uho. Ujemalo se je le eno drugo bitje z notranjim ušesom: kita.
Kmalu po razrešitvi prave identitete Basilosaurusa je teorija evolucije Charlesa Darwina z naravno selekcijo sprožila vprašanja o tem, kako so se kiti razvijali. Zapis o fosilih je bil tako redek, da ni bilo mogoče določiti nobene natančne odločitve, toda Darwin je v miselnem eksperimentu, ki je bil vključen v knjigo O izvoru vrst, razmišljal o tem, kako lahko naravna selekcija sčasoma ustvari kita podobno bitje:
V Severni Ameriki je črnega medveda videl [raziskovalec Samuel] Hearne več ur plava s široko odprtimi usti in tako kot kita lovi žuželke v vodi. Tudi v tako skrajnem primeru, kot je bil ta, če bi bila oskrba z žuželkami konstantna in če bolje prilagojeni tekmeci v državi še niso obstajali, ne vidim nobenih težav, da se dirka medvedov z naravno selekcijo redi vedno več in več vodni v svoji strukturi in navadah, z večjimi in večjimi usti, dokler ni bilo bitje ustvarjeno tako pošastno kot kita.
Darwin je bil zaradi tega odlomka široko zasmešen. Kritiki so to razumeli, saj je predlagal, da so medvedi neposredni predniki kitov. Darwin tega ni storil, vendar je jekanje povzročilo, da je v naslednjih izdajah knjige popravil odlomek. Toda med pripravo šeste izdaje se je odločil vključiti majhno opombo o Basilosaurusu . Darwin je leta 1871 pisal svojemu trdnemu zagovorniku TH Huxleyju, da je vprašal, ali starodavni kit lahko predstavlja prehodno obliko. Huxley je odgovoril, da bi lahko bilo malo dvoma, da je Basilosaurus dal namige o dedovanju kitov.
Huxley je menil, da Basilosaurus vsaj predstavlja vrsto živali, ki je kite povezal s svojimi kopenskimi predniki. Če bi bilo to res, potem se zdi, da so se kiti razvili iz nekakšnega kopenskega mesojedega sesalca. Drugi izumrli kito imenovan Squalodon, fosilni delfin z zlobnim nasmehom, polnim trikotnih zob, je podobno namignil, da so se kiti razvili od predjedov, ki jedo meso. Tako kot Basilosaurus je bil tudi Squalodon popolnoma voden in je imel nekaj namigov o specifičnem staležu kitov. Ti fosilni kiti so skupaj viseli v nekakšni znanstveni okončini in čakali na neko prihodnje odkritje, da bi jih povezali s svojimi kopenskimi predniki.
Medtem so znanstveniki špekulirali o tem, kakšni bi lahko bili predniki kitov. Anatomist William Henry Flower je poudaril, da tjulnji in morski levi uporabljajo svoje okončine, da se peljejo skozi vodo, medtem ko kitovi izgubljajo zadnje okončine in plavajo z nihanji repa. Ni si mogel predstavljati, da rani kitovi uporabljajo svoje okončine za plavanje in so se nato pozneje preklopili na pogon le na repu. Polvodne vidre in bobri so, kot je trdil, boljši alternativni modeli za najzgodnejše kopenske prednike kitov. Če so imeli zgodnji predniki kitov velike, široke repove, bi to lahko razložilo, zakaj se je razvil tako edinstven način plavanja.
V nasprotju s Huxleyjevo hipotezo o mesojedcih je Flower menil, da so kopitarji ali kopitarji sesalci s kiti delili nekaj intrigantnih skeletnih podobnosti. Lobanja Basilosaurusa je imela več skupnega s starodavnimi „prašičji kopitarji“ kot tjulnji, zato je splošno ime za lisice, „morski prašič“, prstan resnice. Če bi sčasoma lahko našli starodavne vsejedajoče kopitarje, je razmišljal Flower, bi verjetno bili vsaj nekateri dobri kandidati za zgodnje prednike kitov. Zamislil je hipotetičnega prednika kitov, ki se sprošča v plitvino:
Zaključimo lahko s prikazovanjem nekaj primitivnih posplošenih, močvirnih živali z redko pokrito dlako, kot je sodobni povodni konj, vendar s širokimi plavalnimi repi in kratkimi okončinami, vsejedajočimi v načinu prehranjevanja, verjetno kombiniranjem vodnih rastlin z školjkami, črvi in sladkovodni raki, ki se postopoma vedno bolj prilagajajo, da zapolnijo prazno mesto, pripravljeno zanje, na vodni strani obmejnega območja, na katerem so prebivali, in tako se s stopnjo spreminjajo v delfina podobna bitja, ki naseljujejo jezera in reke, in na koncu najdejo pot v ocean.
Fosilni ostanki takega bitja so ostali neizrečeni. Na prelomu 20. stoletja so najstarejše fosilne kite še vedno predstavljali Basilosaurus in podobne oblike, kot sta Dorudon in Protocetus, ki so bili popolnoma vodni - ni bilo fosilov, ki bi premostili vrzel od kopnega do morja. Kot je ED Cope leta 1890 v pregledu kitov priznal: "Red Cetacea je eden tistih, o izvoru katerih še ne vemo točno." Takšno stanje se je nadaljevalo desetletja.
Medtem ko so analizirali odnose starodavnih sesalcev, ki jedo meso leta 1966, pa je bil evolucijski biolog Leigh Van Valen presenečen zaradi podobnosti med izumrlo skupino kopenih mesojedih, imenovanih mesonychidi, in najzgodnejšimi znanimi kiti. Mezoniidi so bili pogosto imenovani »volkovi s kopiti«, srednje plenilci velikih in velikih plenilcev z dolgimi, zobatimi gobci in prsti, ki so bili konci kopit namesto z ostrimi kremplji. Bili so glavni plenilci na Severni polobli od kratkega razpada dinozavrov do pred približno 30 milijoni let, oblika njihovih zob pa je bila podobna kitom kot Protocetus .
Oglejte si podvodne posnetke sesalca in slišite čudne klike, ki so ključni za njihovo preživetjeVideo posnetki Tonyja WujaVan Valen je domneval, da so nekateri mezoniidi morda bili močvirji, "jedli mehkužci, ki lovijo občasno ribo, razširjene falange [kosti prstov in nožnih prstov] jim pomagajo na vlažnih površinah." Populacija mesonidov v močvirnem habitatu je morda zajeta v voda z morskimi sadeži. Ko bodo za večerjo začele plavati, bodo naslednje generacije postale vedno bolj vodno prilagojene, dokler se ne bo razvilo nekaj tako pošastnega kot kita.
Osupljivo odkritje v sušnih peščanih Pakistana, ki sta jih leta 1981 napovedala paleontologa Univerze v Michiganu Philip Gingerich in Donald Russell, je končno prinesla prehodno obliko, v katero so se upala znanstveniki. V sladkovodnih sedimentih izpred približno 53 milijonov let so raziskovalci odkrili fosile živali, ki so jo poimenovali Pakicetus inachus . Malo več kot zadnja stran lobanje živali je bila odkrita, vendar je imela lastnost, ki jo je nedvomno povezovala s kitovci.
Kot pri mnogih drugih sesalcih imajo ušesne kosti zaprte v kupolasti kosti na spodnji strani lobanj, imenovani slušna bula. Kite se razlikujejo po tem, da je rob kupole, ki je najbližji srednji črti lobanje, imenovan involucrum, izjemno debel, gost in močno mineraliziran. To stanje imenujemo pahiosteoskleroza in kiti so edini sesalci, za katere je znano, da imajo tako močno odebeljen involukrum. Lobanja Pakicetusa je pokazala ravno to stanje.
Še bolje, dva drobca čeljusti sta pokazala, da so zobje Pakicetusa zelo podobni kot pri mezoniidih. Kaže, da je imel Van Valen prav, in Pakicetus je bil prav takšno močvirsko bitje, ki si ga je zamislil. Dejstvo, da je bilo najdeno v sladkovodnih nahajališčih in ni imelo specializacije notranjega ušesa za podvodni sluh, je pokazalo, da je bil v vodnem prehodu še zelo zgodaj, Gingerich in Russell pa sta Pakicetusa mislila kot "vmesno stopnjo amfibij v prehodu kitov od kopnega do morja, "čeprav so dodali opozorilo, da" bodo postkranialni ostanki [kosti razen lobanje] najboljši preizkus te hipoteze. "Znanstveniki so imeli vse razloge za previdnost, a dejstvo, da je prehodni kita imel Ugotovljeno je bilo, da je bilo tako osupljivo, da so se v knjigah, revijah in na televiziji pojavile celostne rekonstrukcije Pakiketa . Predstavljeno je bilo kot trmasto nogo, bitje v obliki tjulnjev, žival, ujeta med svetovi.
Skozi devetdeseta leta prejšnjega stoletja so z vrtoglavo hitrostjo odkrivali okostja bolj ali manj vodnih kitov ali arheocetov. S tem novim kontekstom pa je škrlatna, pečatna oblika Pakicetusa, ki je bila upodobljena na tako številnih krajih, začela dobivati vse manj smisla. Nato je JGM Thewissen s sodelavci leta 2001 opisal dolgo iskani okostnjak (v nasprotju s samo lobanjo) Pakicetus attocki . To je bila prvotno predvidena volkovska žival in ne gladka žival, podobna tuljavam. Skupaj z drugimi nedavno odkritimi rodovi, kot so Himalayacetus, Ambulocetus, Remingtonocetus, Kutchicetus, Rodhocetus in Maiacetus, se tesno prilega zbirki arheocetov, ki izredno dokumentirajo evolucijsko sevanje zgodnjih kitov. Čeprav ni niz neposrednih prednikov in potomcev, vsak rod predstavlja določeno fazo evolucije kitov. Skupaj ponazarjajo, kako je potekal celoten prehod.
Najstarejša znana arheoceta sta bila bitja, kot sta 53-milijonski Pakicetus in nekoliko starejši Himalajecet . Videti so bili, kot da bi bili bolj doma na kopnem kot v vodi, in verjetno so obkrožili jezera in reke, ko so naredili pasje veslo. Milijon let pozneje je živel Ambulocetus, zgodnji kit, ki ima krokodilu podobno lobanjo in velika stopala. Naslednji so se pojavili dolgoročni in vidri podobni remingtonocetidi, vključno z majhnimi oblikami, kot je bil 46-milijonski letni Kutchicetus . Ti zgodnji kiti so živeli v obmorskem okolju, od slanega barja do plitkega morja.
Živela približno v istem času kot remingtonocetidi je bila še ena skupina še bolj vodenih kitov, protocetidov. Te oblike, kot je Rodhocetus, so bile skoraj v celoti vodne, nekateri poznejši protocetidi, kot sta Protocetus in Georgiacetus, pa so gotovo vse življenje živeli v morju. Ta premik je omogočil, da so popolnoma vodne kite razširile svoje območje na obale drugih celin in se razvejale, vitki bazilikosauridi, kot so Dorudon, Basilosaurus in Zygorhiza, pa so naselili topla morja poznega eocena. Te oblike so na koncu izumrle, vendar ne pred začetkom nastanka zgodnjih predstavnikov dveh živih kitov danes, zobatih kitov in kitov. Zgodnji predstavniki teh skupin so se pojavili pred približno 33 milijoni let in na koncu so postale tako raznolike oblike kot delfin reke Jangce in velikanski modri kit.
Študije, ki izhajajo iz področja molekularne biologije, pa so bile v nasprotju s sklepom paleontologov, da so se kiti razvili iz mezonihidov. Ko so gene in aminokislinske sekvence živih kitov primerjali z geni drugih sesalcev, so rezultati pogosto pokazali, da so kiti najtesneje povezani z artiodaktili - kopitnimi kopitami, kot so antilopa, prašiči in jeleni. Še bolj presenetljivo je bilo, da so primerjave teh beljakovin, ki so bile uporabljene za določanje evolucijskih razmerij, pogosto postavile kite znotraj Artiodaktile kot najbližje živečim sorodnikom povodnim telesom.
Ta konflikt med paleontološko in molekularno hipotezo se je zdel nepremostljiv. Mezohididi niso mogli proučevati molekularnih biologov, ker so izumrli in ni bilo najdenih okostnih lastnosti, ki bi dokončno povezale arheocete s starodavnimi artiodaktili. Kateri so bili bolj zanesljivi, zobje ali geni? Toda spopad ni bil brez upanja na rešitev. Številna okostja najzgodnejših arheocetov so bila izredno razdrobljena, pogosto so manjkale kosti gležnja in stopala. Ena posebna kost gležnja, astragalus, je lahko rešila razpravo. V artiodaktilih ima ta kost takoj prepoznavno obliko dvojnega škripca, značilni mezoniidi niso deljeni. Če bi našli zgodnji astragalus zgodnje arheocete, bi to zagotovilo pomemben preizkus za obe hipotezi.
Leta 2001 so bili končno opisani arheoceti, ki so imeli to kost, in rezultati so bili nesporni. Arheoceti so imeli astragalus z dvojnim škripcem, kar je potrdilo, da so se kitovi razvili iz artiodaktilov. Mezoniidi niso bili predniki kitov, hipponi pa so zdaj znani, da so kiti najbližji živi sorodniki.
Pred kratkim so znanstveniki določili, katera skupina prazgodovinskih artiodaktilov je rodila kite. Leta 2007 so Thewissen in drugi sodelavci sporočili, da je Indohyus, majhen jelenu podoben sesalec, ki spada v skupino izumrlih artiodaktilov, imenovanih raoellids, najbližji sorodnik kitov. Medtem ko je pripravljal spodnjo stran lobanje Indohyusa, je študent v Thewissenovem laboratoriju odlomil odsek, ki je zajemal notranje uho. Bila je gosta in močno mineralizirana, tako kot kost v kitovih ušesih. Študija preostalega dela okostja je razkrila tudi, da ima Indohyus kosti, ki so jih zaznamovale podobne zadebelitve, prilagajanje, ki si ga delijo sesalci, ki preživijo veliko časa v vodi. Ko so leta 2009 podatke o fosilih združili z genetskimi podatki Jonathana Geislerja in Jennifer Theodor, je prišlo na vrsto novo družinsko drevo kitov. Raoellidi, kot so Indohyus, so bili kiti najbližji sorodniki, pri čemer so bili hippoji najbližji sorodniki obeh skupin skupaj. Končno bi lahko kite trdno zakoreninili v evolucijskem drevesu sesalcev.
Prilagojeno iz Written in Stone: Evolucija, Zapis o fosilih in Naš kraj v naravi, Brian Switek. Avtorske pravice 2010. Z dovoljenjem založnika Bellevue Literary Press.
