מה עולה בראש כשחושבים על לוויתן? שפיכה, חורים ונקיעות הם אחד מסימני ההיכר של כ -80 מינים של קטרונים (לוויתנים, דולפינים ונקבים) החיים כיום. אך מכיוון שהם יונקים, אנו יודעים שהם כנראה התפתחו מאבות אבותיהם.
לפני כ- 375 מיליון שנה דחקו את עצמם הזחלים הראשונים - בעלי חוליות עם זרועות ורגליים - מהביצות והחלו לחיות ביבשה. המעבר האבולוציוני העיקרי הזה קבע את הבמה לכל הקבוצות הבאות של חוליות-חוליות שוכנות יבשה, כולל שושלת מגוונת המכונה סינפסידים, שמקורה לפני כ -306 מיליון שנה. למרות שהיצורים האלה, כמו דימטרון, נראו כמו זוחלים, הם היו למעשה המבשרי הארכאיים של יונקים.
עד שהיונקים הראשונים התפתחו לפני 200 מיליון שנה, עם זאת, הדינוזאורים היו החולייתנים הדומיננטיים. יונקים התגבשו בצל הארכוזאורים הגדולים, והם נותרו קטנים וסודיים למדי עד שהדינוזאורים הלא-עופות נמחו על ידי הכחדה המונית לפני 65 מיליון שנה. קטסטרופה עולמית זו פינה את הדרך לקרינה גדולה של יונקים. רק כ 10 מיליון שנה לאחר ההכחדה הזו - ויותר מ- 250 מיליון שנה מאז הזחילה הזקיקים הקדומים ביותר אל היבשה - התפתחו הלווייתנים הראשונים. קטבונים קדומים אלה לא היו כמו הלווייתנים המוכרים לנו כיום, ורק לאחרונה הצליחו הפליאונטולוגים לזהות אותם.
במשך יותר ממאה שנה הידע שלנו על תיעוד המאובנים של לווייתנים היה כה דליל, עד שאיש לא יכול היה להיות בטוח כיצד נראו אבותיהם של הלווייתנים. כעת התהפך הגאות והשפל. בתוך שלושה עשורים בלבד, מבול של מאובנים חדשים מילא את הפערים שידענו על מנת להפוך את מקור הלווייתנים לאחת הדוגמאות המתועדות ביותר לשינוי אבולוציוני נרחב בתיעוד המאובנים. יצורי אבות אלה היו מוזרים ממה שאי פעם ציפה. לא נערכה צעדת קו ישר של יונקים יבשתיים שהובילה לווייתנים מלאים במים, אלא התפרעות אבולוציונית של קטזאים אמפיביים שהלכו ושחו לאורך נהרות, שפך וחופי אסיה הפרהיסטורית. מוזרים כמו לווייתנים מודרניים, קודמיהם המאובנים היו מוזרים עוד יותר.
חלוצים שפינו אדמות באלבמה ובארקנסו מצאו לעתים קרובות עצמות עגולות עצומות. חלק מהמתנחלים השתמשו בהם כאחורי אח; אחרים הניחו גדרות עם העצמות או השתמשו בהן כאבני פינה; עבדים השתמשו בעצמות ככריות. העצמות היו כה רבות עד כי בחלק מהשדות נהרסו מכיוון שהפריעו לעיבוד האדמה.
בשנת 1832 קרסה גבעה על רכוש ארקנסו של השופט ה 'בריי וחשפה רצף ארוך של 28 מעצמות המעגל. הוא חשב שאולי הם בעלי עניין מדעי ושלח חבילה לחברה הפילוסופית האמריקאית בפילדלפיה. איש לא ממש ידע מה לעשות מהם. חלק מהמשקעים שהוצמדו לעצם הכילו פגזים קטנים שהראו שהיצור הגדול חי פעם בים קדום, אך מעט יותר ניתן לומר בוודאות.
התרומה של בריי התאמה במהרה ואף חרגה על ידי זו של השופט ג'ון קריג מאלבמה. הוא מצא חוליות ושברים אחרים תוך כדי פיצוץ ברכושו והעביר כמה דוגמאות לחברת פילדלפיה. ריצ'רד הרלן סקר את המאובנים שלא היו דומים לשום דבר שראה בעבר. הוא ביקש עצמות נוספות, וקריאה שלח בקרוב חלקים מהגולגולת, לסתות, גפיים, צלעות ועצם עמוד השדרה של היצור האניגמטי. בהתחשב בעובדה כי גם קריאה וגם ברי אמרו כי ראו עמודים של חוליות שלמים שאורכם עולה על מטר וחצי, היצור החי היה כנראה אחד החוליות הגדולות ביותר שחיו אי פעם. אבל איזו מין חיה הייתה?
הרלן חשב שהעצמות דומות ביותר לאלה של זוחלים ימיים נכחדים כמו הפלזוזאורים ארוכי הצוואר והאיכיאוזאורים הזרמים. הוא הקדיש לו בהיסוס את השם Basilosaurus. עם זאת, הוא לא היה בטוח. הלסת הכילה שיניים שונות זו מזו בגודלן ובצורתה, מאפיינת יונקים אך לא את רוב הזוחלים. מדוע היה לזוחל המאובנים הגדול ביותר שחי אי פעם שיניים דמויי יונקים?
הרלן נסע ללונדון בשנת 1839 כדי להציג את בזילוזאורוס בפני כמה מהמובילים בפליאונטולוגים ואנטומיסטים של היום. ריצ'רד אוון, כוכב עולה בקהילה האקדמית, בחן בקפידה כל עצם, והוא אפילו קיבל אישור לחתוך לשיניים כדי ללמוד את המבנה המיקרוסקופי שלהם. תשומת ליבו לפרטים כה זעירים יישמה בסופו של דבר את הזיהוי של מפלצת הים. בזילוזאור אמנם חלק כמה תכונות עם זוחלים ימיים, אבל זה היה רק מקרה שטחי של התכנסות - של בעלי חיים באותו בית גידול שמתפתחים תכונות דומות - מכיוון ששני סוגי היצור חיו בים. הקונסטלציה הכוללת של התכונות, כולל שיניים מושרשות כפולות, זיהתה ללא ספק את בזילוזאורוס כמו יונק.
לאחר בדיקת חוליות ושברים אחרים שנמצאו באלבמה, ריצ'רד הרלן מהאגודה האמריקאית לפילוסופיה בפילדלפיה חשב שהעצמות דומות ביותר לאלה של זוחלים ימיים נכחדים. הוא הקדיש לו בהיסוס את השם Basilosaurus . בתמונה הוא דגם תלת מימד של בזילוזאורוס . (DK מוגבלת / קורביס) 
איור של "הידרארכוס" של אספן המאובנים יליד גרמניה, אלברט קוך, כפי שהופיע בתצוגה. (מתוך פאולר, OS 1846. כתב העת האמריקאי הפרנולוגי והמכללה, כרך 8. ניו יורק: Fowler & Wells.) כמה שנים לאחר מכן, מדען המטפל בדוגמה אחרת עם עמיתיו שלף עצם מהגולגולת, הפיל אותה והיא התנפצה על הרצפה. כאשר אסף המדענים הבלתי נסערים את השברים, הם הבחינו כי העצם חשפה כעת את האוזן הפנימית. היה רק יצור אחד אחר עם אוזן פנימית שתואמת: לוויתן.
זמן לא רב לאחר שנפתרה זהותו האמיתית של בזילוזאורוס, תורת האבולוציה של צ'ארלס דארווין באמצעות סלקציה טבעית העלתה תהיות לגבי התפתחות לוויתנים. התיעוד המאובני היה דליל עד כי לא ניתן היה לקבוע שום החלטה מוגדרת, אך בניסוי מחשבה הכלול ב- On the Origin of Species, העלה דרווין ספק כיצד הברירה הטבעית עשויה ליצור יצור דמוי לוויתן לאורך זמן:
בצפון אמריקה נראה הדוב השחור על ידי [החוקר סמואל] הרן שוחה שעות עם פה פתוח לרווחה, וכך תופס, כמו לוויתן, חרקים במים. אפילו במקרה כה קיצוני שכזה, אם היצעם של חרקים היה קבוע, ואם מתחרים המותאמים טוב יותר לא היו קיימים במדינה, אני לא יכול לראות שום קושי במירוץ של דובים, על ידי הברירה הטבעית, יותר ויותר מימיים במבנה ובהרגליהם, עם פיות גדולות וגדולות יותר, עד ליצור שיוצר מפלצתי כמו לוויתן.
דארווין הלעג ללעג במידה רבה בגלל הקטע הזה. המבקרים אמרו שהוא אומר שהדובים הם אבות ישירים של לווייתנים. דארווין לא עשה דבר כזה, אך הגיוס גרם לו לשנות את הקטע במהדורות שלאחר מכן. אך תוך כדי הכנת המהדורה השישית, הוא החליט לכלול הערה קטנה אודות בזילוזאורוס . דרווין, שכתב לסנגורו הנאמן TH הקסלי בשנת 1871, שאל אם הלווייתן הקדום עשוי לייצג צורת מעבר. האקסלי השיב כי יכול להיות ספק קטן כי בזילוזאורוס סיפק רמזים לגבי אבותיהם של לוויתנים.
האקסלי חשב שבזילוזאורוס לפחות מייצג את סוג החיה שקשר לוויתנים לאבותיהם היבשתיים. אם זה היה נכון, נראה היה כי לוויתנים התפתחו ממין יונקים טורפים יבשתיים. לוויתן שנכחד אחר בשם סקוואלודון, דולפין מאובן עם חיוך מרושע מלא בשיניים משולשות, רמז באופן דומה כי לווייתנים התפתחו מאבות אבות בשר. עם זאת, כמו בזילוזאורוס, סקוואלודון היה מימי מלא וסיפק מעט רמזים לגבי המניה הספציפית ממנה קמו לוויתנים. לווייתנים מאובנים אלה תלו יחד במעין לימבו מדעי, ממתינים לגילוי עתידי כלשהו שיחבר אותם עם אבותיהם השוכנים בקרקע.
בינתיים, מדענים העלו השערות לגבי אבותיהם של לווייתנים. האנטומי וויליאם הנרי פרח ציין כי כלבי ים ואריות ים משתמשים בגפיים שלהם כדי להניע את עצמם דרך המים ואילו לווייתנים איבדו את איבריהם האחוריות ושחו בתנודות בזנבן. הוא לא יכול היה לדמיין שקטנים מוקדמים השתמשו בגפיים שלהם כדי לשחות ואז עברו להנעה זנב בלבד בשלב מאוחר יותר. הלוטרות והבונים למחצה-מימיים, לטענתו, היו מודלים אלטרנטיביים טובים יותר לאבות אבותיהם הקדומים ביותר של לווייתנים. אם לאבות הקדמונים של הלווייתנים היו זנבות גדולים ורחבים, זה יכול להסביר מדוע התפתחו דרך שחייה כה ייחודית.
בניגוד להשערת הקרניבורים של האקסלי, פרח חשב שפקות יונקים או יונקים פרושים חלקו כמה קווי דמיון שלדיים מסקרנים עם לוויתנים. הגולגולת של בזילוזאורוס הייתה משותפת יותר ל"ביצים גדולים כמו חזירים "עתיקים מאשר כלבי ים, ובכך נתנה את השם הנפוץ לעקוב, " חזיר הים ", טבעת של אמת. אם בסופו של דבר ניתן היה למצוא בקתות קדומות כל-יכולות, סבר פרח, סביר להניח שלפחות חלקם יהיו מועמדים טובים לאבות אבות לווייתנים מוקדמים. הוא תיאר לעצמו אב קדמון קתזאי היפותטי המקל על עצמו לרדודים:
אנו יכולים לסיים על ידי כך שנדמיין לעצמנו כמה חיות כלליות פרימיטיביות וביצות רדופות עם כיסוי שיער דליל כמו ההיפופוטם המודרני, אך עם זנבות רחבים ושחייה וגפיים קצרות, כל-יכולות במצב האכלה שלהם, ככל הנראה שילוב של צמחי מים עם מולים, תולעים, וסרטני מים מתוקים, שהופכים בהדרגה ליותר ויותר מותאמים למלא את המקום הריק המוכן עבורם בצד המימי של ארץ הגבול עליה הם ישבו, וכך משתנים במידה מסוימת ליצורים דמויי דולפין המאכלסים אגמים ונהרות, ובסופו של דבר מגלים דרכם אל הים.
השרידים המאובנים של יצור כזה נותרו חמקמק. לקראת סוף המאה העשרים, הלווייתנים המאובנים העתיקים ביותר עדיין היו מיוצגים על ידי בזילוזאורוס וצורות דומות כמו דורודון ופרוטוצטוס, שכולם היו מימיים מלאים - לא היו מאובנים הגשרים על הפער מהיבשה לים. כפי שהודה ED Cope בביקורת של לווייתנים בשנת 1890: "הסדר Cetacea הוא אחד מאלה שמקורו אין לנו ידיעה מוגדרת." מצב העניינים הזה נמשך עשרות שנים.
עם זאת, בניתוח היחסים של יונקים עתיקים שאכלו בשר בשנת 1966, הביולוג האבולוציוני לי ואן וואלן הוכה על ידי הדמיון בין קבוצה נכחדת של קרניבורים שוכנים אדמה המכונה מזוניציידים ולוויתנים הקדומים ביותר הידועים. נקראים לעיתים קרובות "זאבים עם פרסות", מזוניכידים היו טורפים בגודל בינוני עד גדול עם חוטי חרס ארוכים ושיניים, מוטות עם פרסות במקום טפרים חדים. הם היו טורפים עיקריים בחצי הכדור הצפוני, מעט לאחר מותם של הדינוזאורים עד לפני כשלושים מיליון שנה, וצורת שיניהם דמתה לזו של לוויתנים כמו פרוטוקוטוס .
צפו בקטעי מים מתחת למים של היונק ושמעו את צלילי הלחיצה המוזרים שלהם שהם מכריעים להישרדותם. קטעי וידיאו מאת טוני ווואן וואלן העלה את הדעת כי כמה מזוניצידים עשויים להיות תושבי ביצות, "אוכלי רכיכות שתפסו מדי פעם דג, הפלנגות המורחבות [עצמות אצבע ובוהן] סייעו להם על משטחים לחים." אוכלוסיה של מזוניצ'ידים בסביבת ביצה עשויה להיות פיתוי המים על ידי פירות ים. לאחר שהחלו לשחות לארוחת הערב, הדורות הבאים היו מתאימים יותר ויותר למים עד שמתפתח משהו "מפלצתי כמו לוויתן".
תגלית מדהימה שנעשתה בחולות הצחיחים של פקיסטן עליה הכריזו הפליאונטולוגים של אוניברסיטת מישיגן פיליפ ג'ינגריץ 'ודונלד ראסל בשנת 1981, סוף סוף העבירה את צורת המעבר אליה קיוו מדענים. במשקעים של מים מתוקים המתוארכים לפני כ -53 מיליון שנה, השיבו החוקרים את המאובנים של חיה שקראו להם Pakicetus inachus . מעט יותר מגב הגולגולת של החיה התאושש, אך היה בה תכונה שחיברה אותה באופן בלתי ברור לטריטונים.
לקטואים, כמו רבים מהיונקים האחרים, עצמות אוזניים סגורות בכיפת עצם בצד התחתון של גולגולותיהן המכונה בולה השמיעה. כאשר הלווייתנים שונים זה מזה, הוא ששולי הכיפה הקרובים לקו האמצע של הגולגולת, המכונה התערובת, הוא סמיך, צפוף ומינרלי ביותר. מצב זה נקרא pachyosteosclerosis, והלוויתנים הם היונקים היחידים הידועים כבעלי התערבות כה מעובה. גולגולת Pakicetus הציגה בדיוק את המצב הזה.
אפילו טוב יותר, שני שברי לסתות הראו כי שיניו של פקיקטוס היו דומות מאוד לזה של מזוניציידים. נראה היה שואן ולן צדק, ופקיקטוס היה בדיוק סוג היצור שיש בו ביצות שדמיין. העובדה שהוא נמצא בשקעי מים מתוקים ולא היו לו התמחויות של האוזן הפנימית לשמיעה מתחת למים הראתה שעדיין היה מוקדם מאוד במעבר המימי, וג'ינג'רץ 'וראסל חשבו על פקיסטוס כ"שלב ביניים אמפיבי במעבר של לווייתנים מהיבשה לים, "אף כי הם הוסיפו את האזהרה כי" שרידים לאחר הקרום [עצמות שאינן הגולגולת] יספקו את המבחן הטוב ביותר להשערה זו. "למדענים הייתה כל סיבה להיות זהירים, אך העובדה שלויתן מעבר היה שנמצא כה מדהים עד כי שחזורים של גוף מלא של פקיסטוס הופיעו בספרים, בירחונים ובטלוויזיה. זה הוצג כיצור רגליים גבעוליות, דמויות חותם, חיה שנתפסת בין עולמות.
לאורך שנות התשעים התגלו שלדי לוויתנים עתיקים פחות או פחות מותאמים למים, או ארכיאקטים, בקצב מסחרר. עם זאת בהקשר חדש זה, הטופס המעושן, דמוי החותם של פאקיטוס המתואר במקומות רבים כל כך, החל להיות פחות ופחות הגיוני. ואז, בשנת 2001, JGM תיאוויסן ועמיתיו תיארו את השלד המבוקש (בניגוד רק לגולגולת) של פקיקטוס אטוקי . זו הייתה חיה דמוית זאב, לא החיה החלקלקה והדמויית החותם שנחשבה במקור. יחד עם ז'אנרים אחרים שהתגלו לאחרונה כמו Himalayacetus, Ambulocetus, Remingtonocetus, Kutchicetus, Rodhocetus ו- Maiacetus, הם משתלבים היטב באוסף של ארכאוציטים המתעדים בצורה נהדרת קרינה אבולוציונית של לוויתנים מוקדמים. אף שלא סדרה של אבות קדומים וצאצאים ישירים, כל מין מייצג שלב מסוים בהתפתחות לווייתנים. יחד הם ממחישים כיצד התרחש כל המעבר.
הארכיאוכטים המוקדמים ביותר הידועים היו יצורים כמו פקיקטוס בן 53 מיליון שנה והימלאייתוס . הם נראו כאילו הם היו יותר בבית ביבשה מאשר במים, והם ככל הנראה הסתובבו באגמים ונהרות בכך שהם עשו את ההנעה של הכלב. מיליון שנה לאחר מכן חי אמבולוצטוס, לוויתן מוקדם עם גולגולת דמוית תנין ורגלי קרקע גדולות. לאחר מכן הופיעו הרמינגטונוציטידים הנושאים חוטם ונטול לוטות, כולל צורות קטנות כמו קוטשיקטוס בן 46 מיליון שנה. לווייתנים מוקדמים אלה חיו בסביבות החוף הקרוב, מביצות מי מלח ועד לים הרדוד.
לחיות בערך באותה תקופה עם הרמינגטונוצידים היו קבוצה נוספת של לווייתנים המותאמים עוד יותר במים, הפרוטוקטידים. צורות אלה, כמו Rodhocetus, היו כמעט לחלוטין מימיות, וכמה פרוטוקטידים מאוחרים יותר, כמו Protocetus ו- Georgiacetus, חיו כמעט את כל חייהם בים. משמרת זו אפשרה לוויתנים מלאי המים להרחיב את טווחיהם לחופי יבשות אחרות ולגוון, והבזילוזאורידים החלקים כמו דורודון, בזילוזאורוס וזיגוריזה איכלסו את הים החם של האאוקן המנוח. צורות אלה נפטרו בסופו של דבר, אך לא לפני שהולידו את הנציגים המוקדמים של שתי קבוצות הלווייתנים החיים כיום, הלווייתנים השיניים והלווייתנים. הנציגים המוקדמים של קבוצות אלה הופיעו לפני כ- 33 מיליון שנה ובסופו של דבר הולידו צורות מגוונות כמו הדולפין של נהר היאנגצה והלוויתן הכחול הענק.
מחקרים שיצאו מתחום הביולוגיה המולקולרית התנגשו עם מסקנתם של הפליאונטולוגים כי לוויתנים התפתחו ממזוניכידים. כאשר השוו בין הגנים ורצפי חומצות האמינו של לווייתנים חיים לאלה של יונקים אחרים, התוצאות הראו לעיתים קרובות כי לוויתנים קשורים באופן הדוק ביותר לארטיודקטילים - צאצאים בעלי צורה שווה-קרקע כמו אנטילופה, חזירים ואיילים. עוד יותר מפתיע היה שההשוואה בין חלבונים אלה המשמשים לקביעת קשרים אבולוציוניים, הציבה לעתים קרובות לוויתנים בתוך ארטיודקטילה כקרוביהם החיים הקרובים ביותר להיפופוטמים.
הקונפליקט הזה בין ההשערות הפליאונטולוגיות והמולקולריות נראה בלתי ניתן לניתוח. ביולוגים מולקולריים לא ניתן היה לחקור את מזוניציידים מכיוון שהם נכחדו, ולא נמצאו שום תווי שלד המקשרים בין הארכאוציטים לרחוק ארטיודקטילים עתיקים. אילו היו אמינים יותר, שיניים או גנים? אך הסכסוך לא היה ללא תקווה לפיתרון. רבים מהשלדים של הארכיאוכטים הקדומים ביותר היו מקוטעים מאוד, ולעיתים קרובות הם חסרו את עצמות הקרסול והרגל. לעצם הקרסול הספציפית, האסטרגלוס, היה פוטנציאל ליישב את הדיון. בעצמות ארוטיודקטליות זו יש צורה "גלגלת כפולה" המורגשת מייד, מזוניצ'ידים לא היו שותפים לה. אם ניתן היה למצוא אסטרגלוס של ארכאוכיאט מוקדם, הוא יספק מבחן חשוב לשתי ההשערות.
בשנת 2001 תוארו סוף סוף ארכיאקטים בעלי עצם זו, והתוצאות לא ניתנות לטעות. לארכיאוכטים היה אסטרגלוס "גלגלת גלגל כפול", אשר אישר שקטזינים התפתחו מהארטיודקטילים. מזוניצ'ידים לא היו אבותיהם של לווייתנים, וכעת ידוע כי היפופוטמים הם קרובי המשפחה החיים הקרובים ביותר לוויתנים.
לאחרונה מדענים קבעו איזו קבוצה של ארטיודקטילים פרהיסטוריים הולידה לוויתנים. בשנת 2007 הודיעו תאוויסן ומשתפי פעולה אחרים כי אינדוהיוס, יונק קטן דמוי איילים המשתייך לקבוצה של ארטיודקטילים שנכחדו בשם ראואלידים, היה הקרוב ביותר הידוע יחסית לוויתנים. תוך כדי הכנת החלק התחתון של גולגולת אינדוהיוס, תלמיד במעבדתו של תאוויסן ניתק את החלק המכסה את האוזן הפנימית. זה היה עבה ומינרלי מאוד, ממש כמו העצם באוזני הלווייתן. עיון בשאר השלד העלה גם כי לאינדיוהיוס היו עצמות המסומנות על ידי סוג של עיבוי דומה, אדפטציה המשותפת ליונקים המבלים זמן רב במים. כשנתוני המאובנים שולבו עם נתונים גנטיים של ג'ונתן גייסלר וג'ניפר תאודור בשנת 2009, עלה עץ משפחה של לווייתן חדש. ראואלידים כמו אינדוהיוס היו קרובי משפחתם הקרובים ביותר לוויתנים, כאשר היפופוטמים היו הקרובים הקרובים ביותר לשתי הקבוצות יחד. סוף סוף, לוויתנים יכולים להיות מושרשים היטב בעץ האבולוציוני של היונקים.
עיבוד מתוך Written in Stone: Evolution, the Record Fossil, and Our Place in Nature, מאת בריאן סוויטק. זכויות יוצרים 2010. ברשות המו"ל, הוצאת הספרים Bellevue.
