Baleen - Baleen

"Whalebone" redireciona aqui. Para outros usos, veja Whalebone (desambiguação) .
Foto exibindo dezenas de placas de barbatanas. As placas estão voltadas uma para a outra e estão uniformemente espaçadas em intervalos de aproximadamente 0,25 polegadas (1 cm). As placas são presas à mandíbula na parte superior e têm pêlos na extremidade inferior.
Cabelo de barbatana é preso a cada placa de barbatana.
Aparência de cabelo barbeado na boca aberta de uma baleia
Corte transversal da mandíbula mostrando osso a , gengiva b , placa rígida ce pêlos das barbatanas d e e

Baleen é um sistema de alimentação por filtro dentro da boca das baleias de barbatanas . Para usar as barbatanas, a baleia primeiro abre a boca debaixo d'água para receber água. A baleia então empurra a água para fora, e animais como o krill são filtrados pelas barbatanas e permanecem como fonte de alimento para a baleia. Baleen é semelhante às cerdas e consiste em queratina , a mesma substância encontrada nas unhas, pele e cabelo humanos. Baleen é um derivado da pele. Algumas baleias, como a baleia- da -índia , têm barbatanas mais longas do que outras. Outras baleias, como a baleia cinza , usam apenas um lado de suas barbatanas. Essas cerdas de barbatanas são dispostas em placas na mandíbula superior das baleias.

Dependendo da espécie, uma placa de barbatana pode ter 0,5 a 3,5 m (1,6 a 11,5 pés) de comprimento e pesar até 90 kg (200 lb). Suas franjas cabeludas são chamadas de cabelo baleen ou cabelo de osso de baleia. Eles também são chamados de cerdas de barbatana, que nas baleias-sei são altamente calcificadas, com calcificação funcionando para aumentar sua rigidez. As placas de Baleen são mais largas na linha da gengiva (base). As placas foram comparadas a peneiras ou venezianas .

Como um material para vários usos humanos, a barbatana é geralmente chamada de osso de baleia , que é um nome impróprio .

Etimologia

A palavra " baleen " deriva do latim bālaena , relacionado ao grego phalaina - ambos significam "baleia".

Evolução

Os mais antigos fósseis verdadeiros de barbatanas têm apenas 15 milhões de anos porque as barbatanas raramente fossilizam, e os cientistas acreditam que se originaram consideravelmente antes disso. Isso é indicado por modificações no crânio relacionadas às barbatanas, encontradas em fósseis consideravelmente anteriores, incluindo um contraforte ósseo na mandíbula superior, abaixo dos olhos, e ossos da mandíbula inferior soltos no queixo. Acredita-se que Baleen tenha evoluído cerca de 30 milhões de anos atrás, possivelmente de uma mandíbula superior dura e pegajosa , como a que tem uma toninha de Dall ; assemelha-se muito a barbatanas no nível microscópico. Acredita-se que a evolução inicial e a radiação das placas das barbatanas ocorreram durante o Oligoceno Inferior, quando a Antártica se separou de Gondwana e a Corrente Circumpolar Antártica foi formada, aumentando a produtividade dos ambientes oceânicos . Isso ocorreu porque a corrente manteve as águas quentes do oceano longe da área que hoje é a Antártica, produzindo gradientes acentuados de temperatura, salinidade , luz e nutrientes, onde a água quente encontra a fria.

Filhote de baleia cinza com boca aberta, mostrando barbatana

A transição dos dentes para as barbatanas foi proposta para ter ocorrido gradativamente , dos dentes para um híbrido para as barbatanas. Sabe-se que os misticetos modernos têm dentes inicialmente e, em seguida, desenvolvem germes da placa das barbatanas no útero , mas perdem a dentição e só têm barbatanas durante os anos juvenis e adultos. No entanto, misticetos em desenvolvimento não produzem esmalte dentário porque em algum ponto esse traço evoluiu para se tornar um pseudogene . É provável que isso tenha ocorrido cerca de 28 milhões de anos atrás e prova que a dentição é um estado ancestral dos misticetos. Usar a parcimônia para estudar este e outros caracteres ancestrais sugere que o ancestral comum dos aetiocetídeos e misticetos edêntulos desenvolveu forames nutritivos laterais , que se acredita terem fornecido aos vasos sanguíneos e nervos uma maneira de alcançar as barbatanas em desenvolvimento. Pesquisas adicionais sugerem que a barbatana de Aetiocetus foi arranjada em feixes entre dentes amplamente espaçados. Se verdadeira, essa combinação de barbatana e dentição em Aetiocetus atuaria como um estado de transição entre odontocetos e misticetos. Essa etapa intermediária é ainda apoiada por evidências de outras mudanças que ocorreram com a evolução das barbatanas que possibilitaram aos organismos sobreviver usando alimentação por filtro, como uma mudança na estrutura do crânio e na elasticidade da garganta . Seria altamente improvável que todas essas mudanças ocorressem de uma vez. Portanto, é proposto que aetiocetídeos oligocenos possuem estados de caráter ancestral e descendente em relação às estratégias de alimentação. Isso os torna táxons de mosaico , mostrando que as barbatanas evoluíram antes da perda da dentição ou que as características de alimentação por filtro evoluíram originalmente para outras funções. Mostra também que a evolução pode ter ocorrido gradativamente porque o estado ancestral foi originalmente mantido. Portanto, as baleias do mosaico poderiam ter explorado novos recursos usando alimentação de filtro, sem abandonar suas estratégias de presas anteriores. O resultado dessa transição gradual é aparente nas baleias de barbatanas dos dias modernos, por causa de seus pseudogenes de esmalte e seu desenvolvimento intra-útero e reabsorção de dentes.

Se é verdade que muitas das primeiras baleias barbatanas também tinham dentes, estes provavelmente eram usados ​​apenas perifericamente, ou talvez não fossem usados ​​(novamente como a toninha de Dall, que apanha lulas e peixes agarrando-os contra sua dura mandíbula superior). Pesquisas intensas foram realizadas para identificar a evolução e a história filogenética dos misticetos, mas muito debate envolve essa questão.

Alimentação do filtro

Cesta de barbatana Iñupiat , com cabo de marfim, feita por Kinguktuk (1871–1941) de Utqiaġvik, Alasca , exibida no Museu do Homem , San Diego , Califórnia

As placas de barbatanas de uma baleia desempenham o papel mais importante em seu processo de alimentação do filtro. Para se alimentar, uma baleia de barbatana abre amplamente a boca e escava cardumes densos de presas (como krill , copépodes , peixes pequenos e, às vezes, pássaros que estão perto dos cardumes), junto com grandes volumes de água. Em seguida, fecha parcialmente a boca e pressiona a língua contra a mandíbula superior, forçando a água a sair lateralmente pela barbatana, peneirando a presa, que então engole.

Propriedades mecânicas

A barbatana de baleia é o biomaterial à base de queratina mineralizado que consiste em placas paralelas suspensas na boca da baleia. As propriedades mecânicas de Baleen sendo fortes e flexíveis o tornaram um material popular para inúmeras aplicações que requerem tal propriedade (consulte a seção Uso humano). A estrutura básica da barbatana de baleia foi caracterizada por ser uma estrutura tubular com um núcleo oco medular envolto por uma camada tubular com diâmetro variando de 60 a 900 mícrons, que apresentava teor de cálcio aproximadamente 2,7 vezes maior. O módulo elástico na direção longitudinal e na direção transversal são 270MPa e 200MPa, respectivamente. Esta diferença no módulo elástico pode ser atribuída ao empacotamento da estrutura tubular em sanduíche.

Baleias de baleia hidratadas versus secas também exibem tensões compressivas paralelas e perpendiculares significativamente diferentes em relação à resposta à deformação compressiva. Embora o carregamento paralelo para ambas as amostras hidratadas e secas exibam uma resposta de estresse mais alta (cerca de 20MPa e 140MPa a 0,07 de deformação para amostras hidratadas e secas, respectivamente) do que para o carregamento perpendicular, a hidratação reduziu drasticamente a resposta compressiva.

A formação de fissuras também é diferente para orientação transversal e longitudinal. Para a direção transversal, as rachaduras são redirecionadas ao longo dos túbulos, o que aumenta a resistência da barbatana à fratura e, uma vez que a rachadura entra no túbulo, é direcionada ao longo da interface mais fraca em vez de penetrar através do túbulo ou das lamelas.

Usos humanos

Pessoas anteriormente utilizada barbatanas (geralmente referido como "baleia") para fazer inúmeros itens nos quais é exigida a flexibilidade e força, incluindo cestas tradicionais, backscratchers , reforços colarinho , carroças , guarda-sol costelas, interruptores, crinolina saias e espartilhos estadias . Era comumente usado para vincar papel ; sua flexibilidade evitou que danificasse o papel. Também foi ocasionalmente usado em arcos apoiados por cabos . Os materiais sintéticos agora são normalmente usados ​​para fins semelhantes, especialmente plástico e fibra de vidro . Baleen também foi usado por marceneiros holandeses para a produção de relevos prensados.

Nos Estados Unidos, o Marine Mammal Protection Act de 1972 torna ilegal "para qualquer pessoa o transporte, compra, venda, exportação ou oferta de compra, venda ou exportação de qualquer mamífero marinho ou produto de mamífero marinho".

Como um habitat

Baleen serve como habitat para algumas espécies das famílias de gastrópodes Pyropeltidae , Cocculinidae , Osteopeltidae e Neolepetopsidae .

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos