โซนาร์ใต้น้ำอาจมีการพัฒนาเมื่อ 34 ล้านปีก่อน
กระโหลกศีรษะของวาฬฟันที่สูญพันธุ์ซึ่งเพิ่งสล็อตแตกง่ายระบุสายพันธุ์ใหม่อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์รวมตัวกันได้เมื่อมีการหาตำแหน่งจากคลื่นสะท้อนกลับใต้น้ำ
ฟอสซิลอายุ 28 ล้านปี ซึ่งฟื้นจากคูระบายน้ำในเซาท์แคโรไลนา มีหลุมลึกที่ส่วนบนของศีรษะซึ่งแบ่งกะโหลกด้านขวาและด้านซ้าย Jonathan Geisler นักกายวิภาคศาสตร์จาก New York Institute of Technology ใน Old Westbury กล่าวว่า “มันเป็นลักษณะที่ผิดปกติอย่างมาก” และเสริมว่าไม่มีวาฬ โลมา หรือปลาโลมาอื่นใดที่มีหลุมเช่นนี้ “มันแปลกจริงๆ”
Geisler และเพื่อนร่วมงานของเขาตั้งชื่อสายพันธุ์Cotylocara macei (ชื่อสกุลหมายถึง “หัวโพรง” ในภาษากรีก) หลุมและลักษณะเฉพาะของกะโหลกศีรษะอื่นๆ บ่งชี้ว่าวาฬมีฟันโบราณใช้การหาตำแหน่งด้วยคลื่นเสียงเพื่อส่งเสียงลงไปในน้ำ อายุของกะโหลกศีรษะและความสัมพันธ์ของสัตว์กับวาฬที่สูญพันธุ์อื่นๆ ชี้ให้เห็นว่าลักษณะทางกายวิภาคพื้นฐานสำหรับการหาตำแหน่งทางเสียงสะท้อนนั้นพัฒนาขึ้นไม่นานหลังจากวาฬที่มีฟันแยกจากวาฬที่กินตัวกรองเมื่อ 35 ล้านปีก่อนไกส์เลอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาโต้เถียง กัน ในวันที่ 12 มีนาคมในเรื่องธรรมชาติ
วาฬมีฟันในปัจจุบันปล่อยโซนาร์โดยการเคลื่อนย้ายอากาศระหว่างช่องว่างในหัว พวกเขาใช้เสียงที่สะท้อนกลับมาเพื่อนำทางและค้นหาเหยื่อ นักวิทยาศาสตร์มองหาหลักฐานการเกิด echolocation ในความหนาแน่นของกระดูกฟอสซิล ตำแหน่งของหลุมในกะโหลกศีรษะและรูปร่างกรามบน ก่อนหน้านี้ วาฬมีฟันที่รู้จักกันเร็วที่สุดที่อาจใช้โซนาร์ในการล่าคือ 32 ล้านปี แต่หลักฐานยังไม่เป็นที่แน่ชัด (ไม่ทราบว่าวาฬที่ป้อนอาหารแบบกรองใช้ echolocation)
กะโหลกของC. maceiมีอายุเมื่อ 28 ล้านปีก่อนตามอายุของชั้นดินที่พบใน มีความยาว 55 ซม. และกว้าง 27 ซม. นั่นทำให้หัวเทียบได้กับขนาดกับโลมาปากขวด แต่มีจมูกที่ยาวกว่าเล็กน้อย วาฬมีลักษณะเด่น คือ กระดูกหนาบริเวณช่องจมูก ฟันผุที่ด้านหลังจมูก และกรามบนที่กว้าง ซึ่งมักพบในวาฬสายพันธุ์อายุน้อยที่มีเสียงสะท้อน ซึ่งรวมถึงสัตว์สมัยใหม่ ความคล้ายคลึงกันบ่งบอกว่าC. maceiอาจใช้ลักษณะเหล่านี้เพื่อสร้างเสียง Philip Gingerich นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor กล่าว “คงเป็นการยากที่จะตีความข้อสังเกตเหล่านี้ในทางอื่น”
โชคไม่ดีที่กระดูกหูของ C. maceiกู้คืนมาได้ไม่มากนัก
John Gatesy นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ กล่าว “โครงสร้างที่เก็บรักษาไว้ในตัวอย่างที่ตรวจสอบที่นี่ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสร้างเสียงและไม่ได้ยินเสียงสะท้อนที่กลับมาหาวาฬ”
Geisler หวังที่จะวิเคราะห์สายพันธุ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับC. macei อย่างใกล้ชิดเพื่อ ให้เห็นภาพรวมที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของวิวัฒนาการของ echolocation “ชั้นตะกอนรอบๆ บริเวณชาร์ลสตันนั้นอุดมไปด้วยฟอสซิลวาฬ และยังมีอีกมากมายที่เราต้องอธิบาย” เขากล่าวเสริม
เนื่องจากการเก็บรักษาที่ดีเยี่ยม กะโหลกศีรษะของ C. macei จึงเป็นหลักฐานที่แน่ชัดว่าการหาตำแหน่งสะท้อนเสียงเบื้องต้นเกิดขึ้นเมื่อ 28 ล้านปีก่อนเป็นอย่างน้อย การวิเคราะห์เมื่อคุณลักษณะบางอย่างที่จำเป็นสำหรับการหาตำแหน่งทางเสียงสะท้อนอาจมีวิวัฒนาการในสปีชีส์ที่อาศัยอยู่ก่อนและหลังC. maceiทีมงานประเมินว่าการจัดตำแหน่งด้วยคลื่นเสียงอาจย้อนหลังไปถึง 30 ล้านถึง 34 ล้านปีก่อน ช่วงเวลานี้เป็นช่วง ที่บรรพบุรุษของ C. maceiซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเชื้อสายที่สูญพันธุ์ไปแล้ว แยกตัวออกจากบรรพบุรุษของวาฬมีฟัน โลมา และปลาโลมาที่มีชีวิต
Geisler เสริมว่าฟอสซิลของวาฬยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคที่อาจอนุญาตให้ echolocation พัฒนาในสายพันธุ์อื่นเช่นค้างคาว นั่นเป็นเพราะว่าค้างคาวบางตัวที่ปล่อยโซนาร์ผ่านทางจมูกของพวกมันนั้นมีจมูกที่คว่ำคล้ายกับวาฬที่มีฟัน “บันทึกฟอสซิลไม่มีคำตอบทั้งหมด แต่มันเริ่มแสดงให้เห็นว่าคุณลักษณะที่ซับซ้อน เช่น การระบุตำแหน่งเชิงเสียง (echolocation) พัฒนาขึ้นทีละเล็กทีละน้อยเมื่อเวลาผ่านไป” เขากล่าว
เทคนิคการกระโดดข้าม “เป็นไปได้อย่างแน่นอน” David Unwin นักบรรพชีวินวิทยาสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มหาวิทยาลัยเลสเตอร์ในอังกฤษกล่าว “ตอนแรกฉันคิดว่าแนวคิดนี้ค่อนข้างแปลก แต่ยิ่งคิดก็ยิ่งชอบ” เขากล่าวเสริม เรซัวร์ที่กระโดดโลดเต้นจะไม่ต้องขึ้นที่สูงมากนักเมื่อกระโดด เขาตั้งข้อสังเกต เพราะฟอสซิลแนะนำว่าสปีชีส์ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ไม่กระพือปีกต่ำกว่าแนวราบ
แม้ว่าความคิดของฮาบิบจะเป็นเพียงการเก็งกำไร แต่หลักฐานที่สนับสนุนแนวคิดเรื่องเรซัวร์ที่กระโดดโลดเต้นอาจถูกเก็บรักษาไว้ในรอยเท้าฟอสซิล Unwin กล่าว นักวิจัยจะต้องมองหาเส้นทางของเรซัวร์ซึ่งรอยประทับชุดสุดท้ายมีความลึกผิดปกติ รวมถึงลักษณะอื่นๆ
ในขณะที่สิ่งมีชีวิตบางตัวในชุมชนจุลินทรีย์เมื่อ 2.7 พันล้านปีก่อนได้รับคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ บางชนิดก็เอาคาร์บอนจากมีเทน ก๊าซทั้งสองมีปริมาณมากในบรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจนในขณะนั้น “ตอนนั้นมันเป็นดาวเคราะห์ที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง” Eigenbrode กล่าวสล็อตแตกง่าย
