Hoe de walvis van zijn muil een zeef maakte

Reinout Verbeke (KBIN) over Alfred, een walvis die een beter manier ontdekte om prooien te vangen.

Hij heet Alfred. De walvis leefde 25 miljoen jaar geleden, was maar drie meter lang, en haalde onlangs het nieuws voor zijn tanden. En meer bepaald krassen op zijn tanden, horizontale krassen. Die ontstonden door dag in dag uit prooi naar binnen te zuigen. Bij het zuigen – waarvoor hij zijn tong razendsnel naar achter moest trekken – kwamen niet alleen visjes maar ook zand en kiezels mee. Tong en zand werkten als schuurpapier in op de binnenkant van de tanden. Die onooglijke streepjes geven een opmerkelijke inkijk in het eetgedrag van Alfred. Suction feeding, zoals dat heet, was tot nu toe zelden in verband gebracht met de evolutie van walvissen.

Mond vol keratine

Dat onvoorstelbare evolutionaire pad begon bij evenhoevige landzoogdieren die weer in water gingen leven. In 50 miljoen jaar tijd evolueerden ze tot de mariene zoogdieren die we vandaag kennen. Voorpoten evolueerden tot borstvinnen, achterpoten werden stompjes of verdwenen helemaal. Een groep voorouders van walvissen en dolfijnen behield de tanden, waarvan we vandaag nog tandwalvissen zoals orka’s, dolfijnen en bruinvissen hebben overgehouden. De andere groep verloor het gebit en ontwikkelde baleinen. Dat zijn lange keratine repen, die uit het tandvlees van de bovenkaak hangen. Ze werken als een zeef: baleinwalvissen (zoals deze bultrug) happen een enorme hoeveelheid water binnen en duwen met de tong het water weer naar buiten door de baleinen heen, die krill en andere prooien binnensmonds houden. Walvissen kregen zo efficiënter hun maal bijeen en haalden een groter palet aan voedselbronnen binnen.

‘Filtervoeden’ maakte tanden mettertijd overbodig, waardoor die – na een tussenfase van tanden én baleinen, menen sommige onderzoekers – volledig verdwenen. Wat niet meer gebruikt wordt, verdwijnt meestal. Zo gaat dat in de natuur. Maar in de huidige baleinwalvissen vind je wel nog sporen van dat getande verleden. Zo zijn de genen voor de aanmaak van tanden er nog, maar dan gemuteerd. En als een gewone vinvis zich ontwikkelt in de baarmoeder (een ‘vinvisfoetus’ dus) zie je onder het tandvlees kuiltjes voor tanden, maar die lossen nog voor de geboorte weer op.

Nieuwe overgangsfase

De eerste baleinen verschenen vermoedelijk tussen 30 en 23 miljoen jaar geleden. Vermoedelijk, want de baleinen fossiliseren heel moeilijk. Recent vonden Belgisch paleontoloog Olivier Lambert (KBIN) en collega’s baleinfossielen van 9 miljoen jaar oud, de oudste tot nu toe. In fossielen van 28 miljoen jaar oude getande walvissen zijn wel indirecte sporen gevonden: smalle groefjes die mogelijk wijzen op zenuwbanen en bloedvaten naar baleinen. Die groefjes vind je vandaag nog in moderne baleinwalvissen en zijn afwezig bij tandwalvissen.

Getande walvissen begonnen scholen vissen naar binnen te ‘stofzuigen’ door hun tong razendsnel naar naar achter te trekken: floeps!
'Alfred' had tanden maar vond een betere manier om kleine prooien te vangen. (Carl Buell)

Maar hoe gingen walvissen van tanden naar baleinen? Een vraag die wetenschappers zich als sinds Darwin stellen. That’s where Alfred comes in. Het fossiel, dat in de collecties van Museum Victoria in Melbourne zit, is een nieuw puzzelstuk in de evolutie van getande walvissen naar walvissen met ‘mondfilters’. De streepjes op de tanden tonen aan dat er tussen de tandenfase en de eerste baleinen nog een fase van zuigen is geweest. Miljoenen jaren terug gebruikten getande walvissen na verloop van tijd hun mondmessen niet meer om één middelgrote vis per keer kapot te scheuren, maar ‘stofzuigden’ ze een school visjes naar binnen door hun tong razendsnel naar achter te trekken: floeps! Zeehonden, dolfijnen, narwallen en potvissen doen dat vandaag ook, en hebben ingekorte tanden. Nadat Alfred en andere Aetiocetidae prooien naar binnen begonnen te zuigen, werden ze generatie na generatie tandelozer. En volgens Oostenrijks paleontoloog Felix Marx, post-doc aan het KBIN en eerste auteur van de Alfred-studie, verschenen baleinen pas nadat de tanden helemaal waren verdwenen: een zuigende, tandeloze muil maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van baleinen, uit gemuteerd tandvleesweefsel. Die efficiënte manier om een bulk aan prooi in de mond te houden zou van walvisjes oceaankolossen maken.