Valea balenelor

Imaginaţi-vă această întindere uscată sub apă, cu balene care vânează şi se scufundă. Azi, vizitatorii din Wadi Hitan merg pe o alee pietruită ca să vadă roci încrustate cu fosile de creaturi marine dispărute. Foto: Richard Barnes

Un deşert egiptean, odinioară ocean, deţine secretul uneia dintre cele mai fascinante transformări ale evoluţiei.

Acum treizeci şi şapte de milioane de ani, în apele preistoricului Ocean Tethys, un monstru sinuos, lung de 15 m, cu fălci larg deschise şi dinţi de fierăstrău, a murit şi s-a dus la fund.
Timp de mii de milenii, peste oasele lui s-a depus o pătură de sedimente. Marea s-a retras şi, pe măsură ce fostul fund de mare devenea deşert, vântul a început să erodeze gresia şi marna de pe oase. Încet, lumea s-a schimbat. Mişcările scoarţei terestre au împins India înspre Asia, ridicând Munţii Himalaya. În Africa, primii strămoşi ai oamenilor s-au ridicat pe picioarele din spate. Faraonii şi-au construit piramidele. Roma s-a înălţat, apoi a căzut. Şi în tot acest timp, vântul şi-a continuat răbdător săpăturile. Apoi, într-o zi, Philip Gingerich a venit să-i ducă munca la bun sfârşit.
Într-o seară din noiembrie trecut, la apusul soarelui, Gingerich, paleontolog specializat în vertebrate, de la Universitatea din Michigan, stătea întins cât era de lung lângă coloana vertebrală a creaturii numite Basilosaurus, în Wadi Hitan, un loc din deşertul egiptean. Nisipul din jur era presărat cu fosile – dinţi de rechin, ţepi de arici de mare şi oasele unor pisici de mare gigantice. „Petrec atât timp în mijlocul creaturilor ăstora submarine, că ajung să trăiesc în lumea lor – spune el, împungând cu pensula o vertebră cât un buştean. Când mă uit la deşert, văd oceanul.“ Gingerich căuta o piesă-cheie din anatomia basilozaurului şi se cam grăbea. Lumina era pe ducă şi el trebuia să se întoarcă în tabără ca să nu-i facă pe colegi să se îngrijoreze. Wadi Hitan e un loc superb, dar neiertător. Pe lângă oasele monştrilor marini preistorici, Gingerich a găsit şi rămăşiţele unor oameni ghinionişti.
A coborât de-a lungul coloanei, spre coadă, încercând fiecare vertebră cu coada pensulei. Apoi s-a oprit şi a pus jos instrumentul: „Uite bijuteria colecţiei.“ Îndepărtând delicat nisipul cu degetele, a descoperit un os subţire, ca un bastonaş, de nici 20 cm. „Nu vezi în fiecare zi un picior de balenă“ – a spus el, ţinând osul, respectuos, cu ambele mâini.
Basilozaurul era într-adevăr o balenă, dar una care, în spate pe lateral, avea două picioruşe delicate, cam cât ale unei fetiţe de trei ani. Aceste mici membre simpatice – perfect formate, dar inutile, cel puţin la mers – sunt un indiciu crucial pentru a înţelege cum balenele moderne, maşinării perfect adaptate la înot, au descins din mamiferele terestre care mergeau odinioară în patru labe. Gingerich şi-a dedicat o mare parte din carieră explicării acestei metamorfoze, probabil cea mai profundă din regnul animal. În acest timp, a arătat că balenele, altădată prezentate de creaţionişti drept cea mai bună mărturie împotriva evoluţiei, sunt poate cea mai elegantă dovadă în favoarea ei.
„Specimenele complete, cum era acest basilozaur, sunt ca Piatra de la Rosetta – mi-a spus Gingerich în timp ce ne întorceam cu maşina la el în tabără. Ne spun mult mai mult despre cum trăia animalul decât rămăşiţele fragmentate.“
Wadi Hitan— în traducere „Valea balenelor“ – s-a dovedit a fi extraordinar de bogat în astfel de Pietre de la Rosetta. În ultimii 27 de ani, Gingerich şi colegii lui au descoperit aici resturile a peste o mie de balene, iar nenumărate altele aşteaptă. Când am ajuns în tabără, ne-am întâlnit cu câţiva membri ai echipei lui, care tocmai se întorseseră din explorare.
În curând vorbeam despre descoperirile lor la cina cu friptură de capră, piure de bob şi lipie. Mohammed Sameh, rangerul responsabil cu zona protejată Wadi Hitan, căutase balene mai departe, spre est, şi găsise câteva depozite noi de oase – indicii proaspete pentru unul dintre cele mai mari mistere ale istoriei naturale. Iordanianul Iyad Zalmout, aflat la studii postdoctorale, şi Ryan Bebej, masterand, excavaseră un bot de balenă care ieşea dintr-o stâncă. „Credem că restul corpului e înăuntru“ – a spus Zalmout.

Strămoşul comun al balenelor şi al tuturor animalelor terestre era un patruped cu capul plat şi corp ca de salamandră, care s-a târât afară din mare pe cine ştie ce mal noroios acum circa 360 de milioane de ani. Urmaşii lui şi-au îmbunătăţit treptat funcţia plămânilor lor primitivi, şi-au transformat înotătoarele lobate în picioare şi şi-au rearanjat încheietura mandibulei ca să poată auzi în aer, nu în apă. Cele mai reuşite dintre aceste creaturi de uscat s-au dovedit a fi mamiferele; acum 60 de milioane de ani, deja dominau Pământul. Balenele au fost printre puţinele mamifere care au făcut stânga-împrejur şi şi-au readaptat corpul terestru pentru a simţi, a mânca, a se mişca şi a se reproduce sub apă.
Modul în care au reuşit ele o asemenea transformare enormă a derutat chiar şi cele mai de seamă minţi ştiinţifice. Charles Darwin a recunoscut că enigma lor era una dintre marile provocări ale teoriei evoluţiei prin selecţie naturală şi a încercat să o explice în prima ediţie a Originii speciilor. El a observat că urşii negri au fost văzuţi înotând ore întregi cu gurile deschise pe suprafaţa lacurilor, hrănindu-se cu insecte plutitoare. „Nu văd nicio dificultate ca o rasă de urşi să capete, prin selecţie naturală, o structură şi obiceiuri tot mai acvatice, iar gura să le devină tot mai mare – conchidea Darwin –, până când s-a ajuns la o creatură monstruoasă ca balena.“ Criticii lui au râs însă cu lacrimi de imaginea aceasta, aşa că până la urmă a scos-o din ediţiile ulterioare.
Aproape un secol mai târziu, George Gaylord Simpson, cel mai proeminent paleontolog al secolului al XX-lea, tot nu le găsea loc balenelor în arborele evoluţiei mamiferelor, pe care altminteri îl trasase foarte ordonat. „Cetaceele sunt cele mai ciudate şi aberante dintre mamifere – remarca el iritat. Nu au un loc al lor în schema evoluţiei. Le-am putea reprezenta ca o extensie într-o altă dimensiune dintr-un ordin sau subclasă vecine.“
Oponenţii evoluţionismului susţineau că, dacă ştiinţa nu poate explica transformarea balenelor, probabil că ea nici nu avusese loc. Ei susţineau că animalele terestre care ar fi început să se adapteze la viaţa acvatică nu ar fi devenit în curând nici păsări, nici peşti, incapabile să supravieţuiască în oricare mediu. Şi dacă balenele chiar făcuseră această trecere formidabilă, unde erau fosilele care s-o dovedească? „Diferenţele anatomice dintre balene şi mamiferele terestre sunt atât de mari, încât mările străvechi trebuie să fi fost pline de nenumărate variante intermediare înainte de apariţia balenei aşa cum o ştim noi – scriau autorii cărţii Of Pandas and People, un popular manual creaţionist apărut în 1989. Până acum nu s-au găsit aceste forme intermediare.“
Philip Gingerich şi-a asumat fără să vrea această provocare la mijlocul anilor ’70. După ce şi-a luat doctoratul la Yale, a început săpăturile în Bazinul Clarks Fork, din Wyoming, pentru a ilustra ascensiunea meteorică a mamiferelor la începutul Eocenului, la 10 milioane de ani după dispariţia dinozaurilor. În 1975, sperând să determine migraţiile mamiferelor din Asia în America de Nord, şi-a început lucrul în formaţiunile din Eocenul Mijlociu din provinciile Punjab şi Frontiera de Nord-Vest (numită acum provincia Khyber Pakhtunkhwa), din Pakistan. A descoperit cu dezamăgire că sedimentele vechi de 50 de milioane de ani pe care le căuta nu proveneau din uscat, ci de pe fundul Oceanului Tethys, din extremitatea estică. În 1977, când echipa lui a dezgropat nişte oase pelviene, le-a atribuit în glumă „balenelor umblătoare“ – o idee ridicolă. Pe atunci, se considera că fosilele de balene cele mai cunoscute semănau cu cele moderne, cu mecanisme sofisticate pentru auz subacvatic şi cozi puternice, cu înotătoare mari şi fără membre posterioare externe.
Apoi, în 1979, un membru al echipei din Pakistan a lui Gingerich a găsit un craniu cam cât al unui lup, dar cu protuberanţe osoase proeminente – şi total străine de lupi – pe creştet şi pe laturi, care ancorau muşchii robuşti de pe mandibulă şi gât. Lucru şi mai ciudat, cutia craniană era doar puţin mai mare decât o nucă. În cursul aceleiaşi luni, Gingerich a găsit nişte specimene de balene arhaice în muzeele din Lucknow şi Kolkata (Calcutta), în India. „Atunci am înţeles ce era cu cutia craniană minusculă, fiindcă balenele timpurii au cranii mari şi creiere relativ mici – îşi aminteşte Gingerich. Mi-a venit ideea că acea creatură cu creier mic ar putea fi o balenă foarte timpurie.“
Când a eliberat craniul din matricea lui de piatră roşie dură, în laboratorul din Michigan, Gingerich a găsit la baza lui o pepită de os dens cât o boabă de strugure, numită bulă auditivă, cu o creastă osoasă în formă de S numită proces sigmoid – două caracteristici anatomice tipice balenelor, care le permit să audă sub apă. Dar craniului îi lipseau alte adaptări folosite de balenele de azi pentru auzul subacvatic direcţional. A conchis că animalul fusese probabil semiacvatic şi că petrecea destul de mult timp în ape puţin adânci, întorcându-se pe uscat pentru odihnă şi reproducere.
Descoperirea celei mai vechi balene cunoscute, pe care Gingerich a botezat-o Pakicetus, l-a făcut să vadă balenele într-o altă lumină. „Mă gândeam tot mai mult la imensa tranziţie de mediu pe care o făcuseră balenele – îşi aminteşte el. Creatura începuse ca animal terestru şi devenise practic un extraterestru. De atunci, m-a captivat căutarea numeroaselor forme intermediare ale acestui uriaş salt de pe uscat înapoi în mare. Vreau să le găsesc pe toate.“

La sfârşitul anilor ’80, atenţia lui Gingerich a fost captată de Wadi Hitan. Împreună cu soţia lui, paleontologul B. Holly Smith, şi colegul lor din Michigan William Sanders, a început să caute balene în formaţiuni cu circa 10 milioane de ani mai tinere decât straturile în care îl găsise pe Pakicetus. Cei trei au descoperit schelete incomplete ale unor balene total acvatice, precum basilozaurul şi Dorudon, un animal de numai 5 metri. Acestea aveau bule auditive mari şi dense şi alte adaptări la auzul sub apă; corpuri lungi, hidrodinamice, cu coloane vertebrale alungite; şi cozi puternice, care le propulsau prin mişcări verticale energice. Zona era plină de astfel de schelete. „După o vreme în Wadi Hitan, ţi se pare că vezi numai balene – spune Smith. Iar după încă un timp, îţi dai seama că aşa şi este. Ne-am dat seama repede că nu le-am putea colecta niciodată pe toate, aşa că am început să le cartografiem şi să scoatem numai specimenele cele mai promiţătoare.“
Dar de-abia în 1989 au găsit, aproape întâmplător, legătura căutată cu strămoşii tereştri ai balenelor. Spre finalul expediţiei, Gingerich lucra la un schelet de basilozaur când a descoperit primul genunchi de balenă cunoscut, pe un picior poziţionat mult mai aproape de coadă decât se aştepta. Acum, că ştiau unde să caute picioarele, au reexaminat câteva fosile cartografiate anterior şi au descoperit repede un femur, o tibie, o fibulă şi o protuberanţă osoasă care forma talpa şi glezna. În ultima zi a expediţiei, Smith a găsit un set complet de degete subţiri, lungi de 2,5 cm. La vederea oaselor minuscule i-au dat lacrimile. „Când vezi că asemenea animale masive, complet acvatice, încă mai aveau picioare, tălpi şi degete funcţionale, când îţi dai seama ce au însemnat pentru evoluţia balenelor… e copleşitor“ – îşi aminteşte ea.
Deşi incapabile să susţină greutatea basilozaurului pe uscat, aceste picioare nu erau simple vestigii. Aveau puncte de prindere pentru muşchi puternici, glezne funcţionale şi mecanisme de blocare complexe la genunchi.
Gingerich speculează că serveau ca stimulatoare sau ghidaje în timpul copulaţiei. „Trebuie să fi fost greu să controlezi ce se întâmplă acolo jos, pe corpul acela lung ca de şarpe, atât de departe de creier“ – spune el.
Orice ar fi făcut basilozaurul cu labele lui mici, descoperirea lor a confirmat că strămoşii balenelor mergeau şi alergau cândva pe uscat. Dar identitatea lor rămâne incertă. Unele caracteristici scheletice ale balenelor arhaice, mai ales dinţii triunghiulari laterali, seamănă mult cu cele ale ordinului Mesonychia, un grup de carnivore copitate din Eocen. (E posibil ca ordinul să-l fi inclus şi pe Andrewsarchus, probabil cel mai mare mamifer carnivor de uscat din istorie, masiv şi asemănător cu hiena.) În anii ’50, imunologii descoperiseră caracteristici ale sângelui de balenă care sugerau că se trage din paricopitate, ordinul mamifer care include porcul, căprioara, cămila şi alte ungulate cu număr par de degete. În anii ’90, specialiştii în biologia moleculară care studiau codul genetic al cetaceelor constataseră deja că ruda cea mai apropiată în viaţă a balenei e hipopotamul, membru al ungulatelor.
Gingerich şi mulţi alţi paleontologi aveau mai multă încredere în dovezile materiale oferite de oase decât în comparaţiile moleculare între animale vii. Ei credeau că balenele se trăgeau din ordinul Mesonychia. Dar pentru a-şi testa teoria, lui Gingerich îi trebuia un os anume. Astragalul, sau osul gleznei, este cel mai tipic element al scheletului de paricopitat, fiindcă are o formă neobişnuită, cu două suprafeţe articulare, cu adâncituri clar definite deasupra şi dedesubt, ca şanţurile unei roţi de scripete peste care trece o frânghie. Forma le conferă paricopitatelor mai multă detentă şi flexibilitate decât cea cu o singură suprafaţă articulară, a celorlalte patrupede. (Fireşte, balenele contemporane nu intră în ecuaţie, fiindcă nu au glezne.)
În 2000, în Pakistan, Gingerich a găsit în sfârşit prima gleznă de balenă. Iyad Zalmout a găsit un os cu şanţ printre rămăşiţele altei balene, vechi de 47 de milioane de ani, numită apoi Artiocetus. După câteva minute, geologul pakistanez Munir ul Haq a găsit un os asemănător în acelaşi loc. La început, Gingerich a crezut că erau două astragale cu o singură adâncitură, de la ambele picioare – dovadă că avusese dreptate în privinţa originii balenelor. Dar când le-a alăturat, a observat, contrariat, că erau uşor asimetrice. În timp ce se gândea, rotind oasele ca pe două piese buclucaşe dintr-un puzzle, ele s-au îmbinat dintr-odată, formând un astragal perfect cu două suprafeţe articulare. Tot cercetătorii de laborator avuseseră dreptate.
La întoarcerea în tabără, în seara aceea, Gingerich şi echipa lui au trecut pe lângă nişte copii din sat care jucau arşice folosind astragale de capră. (Mai multe culturi folosesc de milenii oasele din glezna paricopitatelor domestice pentru jocuri şi divinaţie). Zalmout a împrumutat unul şi i l-a dat lui Gingerich, apoi l-a privit amuzat, tot restul serii, cum se uita lung când la glezna de balenă dintr-o mână, când la cea de capră din cealaltă mână, observând similarităţile inconfundabile. „Era o descoperire de proporţii, dar mi-a încurcat socotelile – spune Gingerich zâmbind trist. Acum ştim însă exact de unde vin balenele şi că teoria cu hipopotamul nu era chiar SF.“

De atunci, Gingerich şi alţi câţiva paleontologi au completat istoria balenelor timpurii dinte cu dinte, deget cu deget. Gingerich crede că primele cetacee semănau probabil cu antracoteriidele, erbivore zvelte, asemănătoare hipopotamilor, care trăiau în mlaştini în perioada Eocenului. (O teorie alternativă, propusă de paleontologul Hans Thewissen, e că balenele se trag dintr-un animal asemănător cu Indohyus, un paricopitat preistoric asemănător căprioarei, mare cât un raton şi semiacvatic.) Indiferent de formă şi mărime, primele balene au apărut acum circa 55 de milioane de ani, ca toate ordinele de mamifere moderne, în timpul creşterii bruşte a temperaturii pe planetă la începutul Eocenului. Trăiau pe malul răsăritean al Oceanului Tethys, unde apele impulsionau evoluţia: calde, sărate, bogate în faună şi fără dinozauri acvatici, care dispăruseră cu 10 milioane de ani înainte.
Căutând noi surse de hrană în ape tot mai adânci, animalele de ţărm au dezvoltat treptat boturi mai lungi şi dinţi mai ascuţiţi, ca să înhaţe mai uşor peştii. Acum 50 de milioane de ani, ajunseseră deja la stadiul ilustrat de Pakicetus: înotători patrupezi eficienţi care încă se mai deplasau şi pe uscat.
Adaptându-se la apă, primele balene au putut intra într-un mediu interzis majorităţii mamiferelor, bogat în hrană şi bun pentru adăpost, lipsit de concurenţă şi prădători – condiţii perfecte pentru o explozie evolutivă. A urmat o pleiadă de experimente mărunte în forma balenelor, dintre care majoritatea au dispărut cu mult înaintea erei moderne: Ambulocetus, un vânător de ambuscadă masiv, de 725 kg, cu picioare scurte şi fălci imense şi iuţi, ca un crocodil păros de apă sărată; Dalanistes, cu gât lung şi cap ca de stârc; şi Makaracetus, cu un proboscis scurt, curbat şi musculos, cu care probabil prindea moluşte.
Acum circa 45 de milioane de ani, pe măsură ce avantajele mediului acvatic atrăgeau balenele tot mai departe în larg, gâtul li s-a comprimat şi s-a rigidizat, ca să poată despica apa, iar faţa li s-a alungit şi s-a ascuţit ca prova unei corăbii. Picioarele din spate s-au îngroşat ca nişte pistoane; degetele s-au lungit şi au devenit palmate, arătând ca nişte enorme labe de raţă, cu mici copite moştenite de la strămoşii ungulaţi. Metodele de înot s-au perfecţionat: unele balene au dezvoltat cozi groase, puternice, care le propulsau prin ondulări verticale viguroase. Prin presiunea selecţiei naturale pentru acest stil de locomoţie eficient, coloana vertebrală s-a alungit şi a devenit mai flexibilă. Nările au migrat de pe bot spre creştetul capului, devenind orificii de respiraţie. În timp, fiindcă se scufundau tot mai adânc, ochii au început să migreze de sus spre părţile laterale ale capului. Urechile au devenit tot mai sensibile la sunetele subacvatice, ajutate de straturi de grăsime poziţionate în canale de-a lungul fălcilor, care captau vibraţiile ca nişte antene subacvatice şi le transmiteau spre urechea mijlocie.
Deşi excelent adaptate la apă, balenele de acum 45 de milioane de ani tot trebuiau să se târască la ţărm pe labe cu degete palmate, în căutare de apă dulce de băut, de parteneri sau de locuri sigure pentru a naşte. Dar în câteva milioane de ani au traversat graniţa fără întoarcere: basilozaurul, Dorudon şi rudele lor n-au mai păşit pe uscat, înotând cutezătoare în larg şi chiar traversând Atlanticul până în Peru de azi şi în Sudul S.U.A. Corpurile lor s-au adaptat la stilul de viaţă exclusiv acvatic, cu membre anterioare mai scurte şi mai rigide, pe post de înotătoare pentru înotul la suprafaţă, şi cu cozi cu înotătoare orizontale pe post de aripă portantă. Pelvisul s-a separat de coloană, permiţând cozii o mişcare verticală mai amplă. Dar, ca nişte talismane din viaţa pe uscat de mult uitată, picioarele din spate le-au rămas, cu tot cu genunchi, labe, glezne şi degete minuscule, acum inutile pentru mers, dar utile, poate, pentru sex.
Trecerea finală de la basilosauride la balena modernă a început acum 34 de milioane de ani, în faza bruscă de răcire de la finele Eocenului. Scăderea temperaturii apei la poli, devierea curenţilor oceanici şi creşterea nivelului de nutrienţi pe ţărmurile vestice ale Africii şi Europei au atras balenele în nişe de mediu complet noi şi au provocat celelalte adaptări – creiere mari, ecolocaţie, strat izolator de grăsime şi, la unele specii, fanoane în loc de dinţi, pentru a filtra krillul – prezente şi la cetaceele de azi.
Mulţumită în mare parte lui Philip Gingerich, fosilele de balene oferă acum una dintre cele mai fascinante demonstraţii ale evoluţiei darwiniene, şi nu o negare a ei. În mod ironic, Gingerich însuşi a crescut într-un mediu creştin cu principii stricte, într-o familie de menoniţi amish din partea de est a statului Iowa. (Bunicul lui era fermier şi predicator laic.) Dar nici pe atunci nu vedea nicio contradicţie între credinţă şi ştiinţă. „Bunicul n-avea idei fixe despre vârsta Pământului – spunea el – şi nu vorbea niciodată despre evoluţie. Să nu uităm că erau oameni foarte umili, care nu-şi exprimau părerea decât dacă erau stăpâni pe subiect.“
Gingerich e nedumerit şi acum de conflictul resimţit de mulţi între religie şi ştiinţă. În ultima mea noapte în Wadi Hitan, am mers împreună, nu departe de tabără, sub o cupolă de stele strălucitoare. „N-am fost niciodată prea credincios – spunea el. Dar cred că munca mea are un caracter puternic spiritual. Când te gândeşti cum înotau balenele pe aici, cum trăiau şi mureau, cum s-a schimbat lumea – intri în contact cu ceva mult mai mare decât tine, decât comunitatea sau existenţa ta de fiecare zi.“ Şi-a întins braţele, cuprinzând parcă orizontul întunecat şi deşertul, cu gresia sculptată de vânt şi nenumăratele lui balene tăcute. „E loc aici pentru oricâtă religie.“

Text: Tom Mueller

(Articol publicat în ediţia revistei National Geographic din august 2010)

Galerie de imagini:



Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*