Hvaler har især små bækkenben sammenlignet med deres kropsstørrelse. En blåhval kan for eksempel vokse op til 100 fod i længden, omtrent på størrelse med en bus, men dens bækkenben er kun omkring en fod lang. I lang tid regnede forskere med, at knoglerne er så små, fordi de er vestigiale, en skrumpet evolutionær rest fra en forfader, der engang gik på land.
Men nu har forskere opdaget, at de små knogler faktisk kan spille en enorm rolle i hvalproduktion. Hvaler tilhører en gruppe havbeboende pattedyr kaldet hvaler, som også inkluderer delfiner. Sammenlignede hundreder af hvaler og delfiner bækkenben med deres kønsorganer og parringstilstand, fandt forskere, at mænd fra mere promiskuøse arter havde større peniser og større bækkenben. En større knogle ville teoretisk give en hval mere manøvrerbarhed, mens den tackler den logistisk vanskelige opgave med at parre sig i vandet, skriver teamet i en undersøgelse, der blev accepteret til offentliggørelse i tidsskriftet Evolution .
”I modsætning til hvad man tror, er det ikke vestigiale strukturer. De har en funktion. Denne funktion er reproduktion, og de udviklede sig som svar på seksuel udvælgelse, ”siger Jim Dines, en medforfatter på papir- og samlingschef på Los Angeles County Natural History Museum.
Mennesker og andre pattedyr, der bor på landet, har brug for store bækkenben for at forankre bagbenene og gå rundt. Knoglerne er derfor forbundet med bunden af rygsøjlen og toppen af benbenene. Hos hvaler er bækkenbenene ikke knyttet til noget i skelettet - de er bare indlejret i muskler. Det fik de fleste forskere til at antage, at de isolerede knogler ikke tjente noget evolutionært formål.
”Bare fordi vi ikke kan forestille os en funktion, betyder det ikke, at den ikke har nogen brug. Det er lidt nærsynet fra vores fantasi, ”påpeger Nick Pyenson, en paleobiolog ved Smithsonians National Museum of Natural History i Washington, DC, som ikke var tilknyttet studien.
Dines og hans team begyndte på jagt efter et bedre svar. Cetacean bækkenben knytter sig til en muskelgruppe kaldet ischiocavernosus-musklerne, som i de fleste pattedyr også hænger sammen med kønsdelene. Undersøgelser med gnavere har vist, at hvis du klemmer disse muskler, vil en mand miste kontrollen over sin penis. Der er også en masse variation i bækkenbenet blandt hvalpearter, og det fik anledning til holdets interesse. ”Der var så mange forskelle mellem endda nært beslægtede arter, det var tydeligt, at noget rigtig coolt foregik, ” siger Dines.
Blandt de arter, som holdet undersøgte, var bottlenose-delfiner ( Tursiops truncatus ), der er afbildet i diagrammet ovenfor: Billede B viser, hvordan muskler forbindes til bækkenbenet, mens billeder C og D er 3D-modeller af dyrenes parvise bækkenben og ribben, henholdsvis. (Dines et al./Evolution) Dines trak kraftigt ud af museesamlingerne i LA og Smithsonian i DC og spurgte bækkenben fra 130 hvaler over 29 arter. Han vurderer, at ca. 90 procent af prøverne stammede fra strandede hvaler og bifangst - hvaler og delfiner, der sad fast i fiskenet.
Bare det at måle knoglerne ville dog ikke afsløre nok af de komplicerede forskelle. ”Du kunne lægge [knoglen] på en lineal, men disse knogler er svingede og underligt formede. Så vi ville miste enorme mængder information, hvis vi gjorde det, ”siger studiemedforfatter Matt Dean, en evolutionær biolog ved University of South California i Los Angeles. I stedet brugte forskerne en laserscanner til at oprette tredimensionelle modeller af alle knogler og derefter statistisk måle deres forskelle.
Dean, Dines og deres kolleger tog laserskannelser af knogleprøverne og skabte en 3D-model af knoglen, ligesom den til venstre ovenfor. Cirklen til højre på den anden side repræsenterer et tværsnit af knoglen. Til analyse nulstillede de landemærker, usynlige for det blotte øje, og kiggede efter forskelle på disse punkter (i grønt) på tværs af arter. (Dines et al./Evolution) Parringstil er naturligvis sværere at sætte et tal på. Undersøgelser har vist, at mænd med større testikler kommer fra arter, der parrer sig med flere partnere. Jo flere hunner de parrer med, jo mere sæd har de brug for. Takket være optegnelser fra forskere og hvalfangstbranchen var der mange data om hval testelstørrelse, penisstørrelse og kropsstørrelse tilgængelige på tværs af forskellige arter, nogle af dem stammer tilbage til 1920'erne.
Sammenlignet med alle disse data opdagede forskerne nogle tendenser, herunder forbindelsen mellem promiskuitet (baseret på testikler størrelse) og bækkenbenstørrelse. For at sikre, at dette ikke var noget falskt positivt, udførte de den samme laserskanning og analyse på ribbensknogler - hvilket overraskende ikke viste nogen sammenhæng med testikler eller penisstørrelse. Og når man så på det hvalveagtige slægtstræ, da arterne divergerede og blev mere promiskuøse, ændrede formen på deres bækkenben sig tilsvarende.
For at mærke virkningerne af seksuel selektion måtte hvaler med større eller mere unikt formede bækkenben have en klar fordel i naturen. ”Hanhvaler er meget behændige med deres peniser. Det skal jeg antage, for de parrer sig i vand, ”siger Dean. Flere promiskuøse arter havde også længere peniser i forhold til deres kropsstørrelse. Jo større penis, jo større er den forbindende muskel, og desto større er den nødvendige bækkenben for at kontrollere den.
I den ene ende af spektret er der franciscana ( Pontoporia blainvillei ), en floddelfin, der er monogam. Det har de mindste testikler og den mindste bækkenben blandt hvaler, de undersøgte. Den mest promiskuøse art, højre hval ( Eubalaena glacialis ), har de største bækkenben og de største testikler, der vejer omkring et ton samlet. ”I avlssæsonen svømmer mandlige højre hvaler med svarende til en Volkswagen-bug inden i deres krop, ” siger Dean.
Flere promiskuøse hvaler, som højre hvaler (på billedet til venstre), havde større bækkenben, mens arter, der praktiserer monogami, såsom delfinen franciscana-floden (til højre) havde mindre bækkenben. (Venstre: Tilladelse af Flickr-bruger Smitty. Højre: Alcide Dessalines d'Orbigny / Wikimedia Commons) Både genetiske undersøgelser og sjældne observationer i marken antyder, at kvindelige højre hvaler parrer sig med flere hanner, undertiden på samme tid. I en sådan situation er det nemt at forestille sig, hvordan større fingerfærdighed ville komme godt med.
"Masser af forskellige former for selektion fungerer sandsynligvis på alle organismer på alle tidspunkter, og derfor er det dejligt at vide, at der er klare signaler om seksuel selektion i bækkenanatomien hos alle hvaler, " siger Pyenson.
Forskerne fandt en lignende tendens hos hunner, som også havde større bækkenben hos mere promiskuøse arter. Dean risikerer to mulige forklaringer: det kan være en overførsel fra seksuel selektion hos mænd, eller der kan ske noget med kvindelige kønsorganer, der styres af de samme muskler. ”En klitoris og en penis er den samme ting, ” siger Dean. ”Det kan være, at disse hunner flytter deres klitoris rundt på underlige måder, som vi ikke forstår at muligvis prøve hanner, mens de parrer sig. Hvem ved hvad de laver. ”
Det er næsten umuligt at teste noget af dette i marken - i øjeblikket er der ingen måde at røntgenhvaler, der har sex under vand, afslører deres indre anatomi. Alt, hvad forskerne kan gøre på dette tidspunkt, er at spekulere. I mellemtiden har de anvendte teknikker i undersøgelsen konsekvenser for, hvordan man undersøger hvaleksempler fremover. Ved hjælp af de samme laserskannelsesteknikker kunne forskere oprette digitale kopier til analyse eller endda 3D-udskrivning af en hvalbækben.
”For mig er det en mere hensigtsmæssig måde at gøre eksempler på som denne, der kan være virkelig sjældne eller værdifulde tilgængelige for andre forskere over hele verden, ” siger Dines.
