Las ballenas modernas comenzaron a evolucionar a partir de ancestros parecidos a los lobos en la tierra hace 50 millones de años. Les tomó 150.000 años evolucionar completamente hasta convertirse en gigantes acuáticos, y este proceso tiene registros fósiles completos. Una colección de fósiles bien conservados de India y Pakistán está ayudando a los científicos a comprender cómo las ballenas desarrollaron extremidades, dientes, riñones y otros órganos para adaptarse a las presiones del océano. Fósiles recién descubiertos de huesos de oído pequeños y completos revelan por primera vez cómo los antepasados de las ballenas y los delfines desarrollaron una audición sutil y aguda bajo el agua. Para las ballenas, al adaptarse a la vida en el agua, deben tener la capacidad de oír bajo el agua y poder juzgar con precisión la dirección de los sonidos.
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Hans Severson, biólogo evolutivo de Facultad de Medicina de la Universidad de Ohio ( "La audición es la función más importante de las ballenas modernas. Las ballenas dentadas, como los delfines, dependen de la ecolocalización del oído para atrapar comida. Un delfín ciego puede encontrar comida fácilmente, mientras que un delfín sordo sólo puede morir de hambre". "Sin embargo , el sonido submarino viaja más lejos y más rápido, lo que supone un gran desafío para los animales terrestres a la hora de evolucionar su audición para adaptarse al entorno marino.
En tierra, el sonido llega a los tímpanos de los mamíferos a través del canal auditivo externo lleno de aire. Cuando los mamíferos se sumergen en el agua y el canal auditivo se llena de agua, la capacidad del tímpano para transmitir sonido disminuye gradualmente. Otro desafío de la audición bajo el agua es la distorsión auditiva. El sonido en el agua puede viajar fácilmente a través del cuerpo de un animal y a través del tejido del cráneo hasta llegar al oído. Como resultado, el sonido llega a ambos oídos al mismo tiempo, lo que hace imposible determinar la dirección y el origen del sonido. Los humanos determinamos la dirección del sonido por su volumen y velocidad con la que llega a cada oído. )
Las ballenas modernas tienen muchas adaptaciones para superar estas dificultades, y cómo evolucionaron estos rasgos ya no era un secreto hasta que se descubrieron las nuevas piedras.
Según el equipo, cuatro conjuntos de fósiles de ballenas tempranas de Pakistán podrían explicar la evolución de las orejas de ballena a medida que se adaptaban a la vida bajo el agua. Los primeros ancestros de las ballenas encontrados en sedimentos de 50 millones de años tienen poco en común con las ballenas modernas. Los primeros ancestros de las ballenas fueron carnívoros terrestres parecidos a los lobos, estrechamente relacionados con algunos ungulados como el ganado vacuno, los cerdos y los antílopes, pero las características de su cráneo demuestran plenamente que son los ancestros de las ballenas. Nuevos fósiles muestran que los primeros ancestros de las ballenas tenían oídos muy similares a los de los mamíferos terrestres y que su capacidad para oír bajo el agua era extremadamente pobre.
Los investigadores descubrieron recientemente fósiles de sedimentos de ballenas de hace 43 a 46 millones de años que desarrollaron algunas de las características de las orejas de ballena modernas. Según el análisis de fósiles, las ballenas de aquella época tenían patas cortas, colas y bocas largas, y eran similares en tamaño a las nutrias de río. Algunas ballenas tienen patas traseras fuertes. Se cree que estas ballenas fueron las primeras ballenas en dispersarse por los océanos tropicales del mundo, pero todas tienen una cosa en común: han desarrollado un sistema que detecta las vibraciones de los sonidos submarinos y las transmite a través de una capa de grasa en sus mandíbulas inferiores. al oído, pero aún conservan el canal auditivo externo para oír en tierra.
Al analizar especies de ballenas de hace 40 millones de años, los investigadores descubrieron que habían desarrollado una de las características clave de las orejas de las ballenas modernas. Estas ballenas gigantes con forma de serpiente tienen sólo diminutas patas traseras y se han vuelto inseparables del agua.
Estos mamíferos de 18 metros de largo finalmente tienen sacos de aire que aíslan el sonido de cada oído. Esta adaptabilidad les permite localizar sonidos submarinos con alta precisión. La evolución de las orejas de las ballenas muestra una transición dramática de los mamíferos terrestres a los animales acuáticos, y los mecanismos auditivos de las ballenas modernas sólo han sido descifrados en la última década gracias a suficiente evidencia fósil.