Hansa Thewissena

Hansa Thewissena
Hans Thewissen 8-6-14 with Microscope.jpg
Urodzić się
Johannes Gerardus Marie Thewissen

28 listopada 1959
Herkenbosch , Holandia.
Narodowość amerykański i holenderski
Alma Mater
University of Utrecht (mgr) , University of Michigan (doktorat)
Znany z



Ambulocetus Pakicetus Indohyus Kutchicetus Arktyczne wieloryby
Kariera naukowa
Pola Paleontologia , biologia ewolucyjna , anatomia , embriologia , ekologia sensoryczna
Instytucje

Northeast Ohio Medical University , Kent State University Muzeum Historii Naturalnej w Cleveland
Praca dyplomowa   Ewolucja paleocenu i eocenu Phenacodontidae (Mammalia, Condylarthra) (1989)
Doradca doktorski Philipa D. Gingericha

Hans Thewissen jest holendersko-amerykańskim paleontologiem .

Jego prace terenowe pozwoliły odkryć skamieniałości etapów przejścia z lądu do wody u wielorybów: Ambulocetus , Pakicetus , Indohyus i Kutchicetus . Obecnie bada współczesne wieloryby i bieługi na Alasce , aby poznać ich biologię i implikacje dla zarządzania i ochrony.

Wczesne życie

Thewissen zawsze interesował się paleontologią i historią naturalną. Jego matka powiedziała, że ​​kiedy Thewissen był małym chłopcem, musiała przeszukiwać jego kieszenie przed praniem, aby wyjąć kamienie i robaki, które zebrał. Jego ojciec zabierał go do miasta Maastricht , gdzie zbierali skamieliny z okresu mastrychtu . Prezentem na 12 urodziny był młotek skalny, który od tamtej pory towarzyszy mu we wszystkich wyprawach kolekcjonerskich. Dorastał zaledwie 2 mile od Liessel, miejsca skamieniałości, które przyniosło pierwsze wieloryby, jakie kiedykolwiek zebrał.

Wykształcenie

Po ukończeniu szkoły średniej Gymnasium w Deurne, w 1981 roku ukończył studia licencjackie z biologii ze specjalizacją z geologii na Uniwersytecie w Utrechcie.

Projekty MS Thewissena obejmowały pracę na trzech wydziałach Uniwersytetu w Utrechcie. Studiował mały parzystokopytny z eocenu Pakistanu na Wydziale Geologii, pozycję systematyczną mrówników na wydziale biologii oraz morfologię funkcjonalną kopania w naukach weterynaryjnych.

Następnie uzyskał tytuł magistra biologii z wyróżnieniem na Uniwersytecie w Utrechcie w 1984 r. Studiował przez semestr w Museum National d'Histoire Naturelle w Paryżu, po czym przeniósł się do Stanów Zjednoczonych, aby uzyskać stopień doktora nauk geologicznych na Uniwersytecie im. Michigan, gdzie badał fenakodonty , grupę paleogeńskich ssaków kopytnych ( kłykciny ), która jest wszechobecna w Ameryce Północnej (ponad 6000 skamielin), ale rzadka lub nieobecna na wszystkich innych kontynentach. Praca z parzystokopytnymi a fenakodonty przyniosły zażyłość z ziemskimi przodkami waleni. W tamtym czasie paleontolodzy uważali, że walenie pochodzą od innej grupy kłykcin, mesonychidów , mimo że biolodzy molekularni znaleźli dowody na to, że walenie były blisko spokrewnione z parzystokopytnymi.

Po ukończeniu University of Michigan przeniósł się na stanowisko doktora habilitowanego w Duke University Medical Center , gdzie zainteresował się badaniem wielorybów. Praca Thewissena nad pakicetidami w 2001 r. I praca jego byłego doradcy doktora Philipa Gingericha w tym samym roku dostarczyły dowodów na poparcie ponownej oceny wszystkich dowodów kopalnych.

Kariera

Thewissen był adiunktem na Northeast Ohio Medical University (wtedy zwanym Northeastern Ohio Universities College of Medicine) w latach 1993-1999, a następnie profesorem nadzwyczajnym w latach 1999-2008.

W 2001 roku był profesorem wizytującym w Tokyo Institute of Technology . Od 1994 roku jest pracownikiem naukowym w Muzeum Historii Naturalnej w Cleveland . W 2008 roku został profesorem anatomii na Uniwersytecie Medycznym Northeast Ohio. W lutym 2019 był naukowcem-rezydentem w Sitka Sound Science Center na Alasce.

Wybrane prace

Thewissen odkrył lub pracował nad czterema brakującymi ogniwami w Ewolucji waleni . Ponadto pracował nad następującymi.

Brakujące ogniwa ewolucyjne waleni zbadane przez Thewissena
Indohyus ( Raoellidae ok. 49–48 mln lat temu)
Pakicetus ( Pakicetidae ok. 49–48 mln lat temu)
Ambulocetus ( Ambulocetidae ok. 49–48 mln lat temu)

Odkrycie Ambulocetusa

Thewissen i Hussain odkryli częściowy szkielet nowego waleni Ambulocetus w 1992 roku, współpracując z zespołem z Geological Survey of Pakistan na wzgórzach Kala Chitta w Pendżabie w Pakistanie.

Thewissen i Ambulocetus natans

Kiedy ten nowy przodek wieloryba pojawił się w czasopiśmie Science w 1994 roku, Steven Jay Gould nazwał go „dymiącym pistoletem ewolucji wielorybów”.

Ambulocetus został wydobyty z Pakistanu ( paleocoordinates ) w 1993 roku przez Thewissena i Muhammeda Arifa i został opisany przez Thewissena, Hussaina i Mohammada Arifa w 1994 roku.

Chociaż od czasów Karola Darwina wiadomo było, że przodkowie waleni żyli na lądzie, był to pierwszy szkielet, który zawierał kości kończyn wystarczająco mocne, aby chodzić po lądzie.

Ambulocetus natans

„Siedziałem na ganku pakistańskiego pensjonatu, zastanawiając się nad szkieletem wielkości lwa morskiego, który właśnie wykopaliśmy na wzgórzach Kala Chitta. Otworzyłem kilka paczek zawierających skamieniałości, które zapakowałem wcześniej tego dnia, i kiedy skrobałem narzędziem dentystycznym, zdałem sobie sprawę, że to był wieloryb - taki, który mógł chodzić na dużych tylnych łapach, które odkryliśmy. Był to pierwszy taki wieloryb widziany przez człowieka w historii ”.

Odkrycie Kutchicetusa

Sunil Bajpai i Thewissen zebrali skamieniałości w District Kutch w stanie Gujarat w Indiach, na pustynnym obszarze w pobliżu granicy z Pakistanem. Tutaj znaleźli szkielet małego wieloryba Kutchicetus minimus. Holotyp Kutchicetusa składa się z niektórych fragmentów czaszki , wielu kręgów, żeber i kości kończyn, chociaż nie znaleziono części przednich i tylnych łap . Fragment szczęki pozwolił, aby kilka czaszek i dolnych szczęk wielorybów pochodziło z tego samego gatunku.

Odkrycie Pakicetusa

Ambulocetus (na górze) Pakicetus Porównanie szkieletów

Zęby Pakicetus zostały po raz pierwszy znalezione i uznane za walenie przez amerykańskiego paleontologa Roberta Westa w 1980 r. Jednak wzgórza Kala Chita w Pakistanie to złoże kości, w którym zakopano razem walenie i inne zwierzęta, więc utracono anatomiczne powiązanie między różnymi częściami i West nie był w stanie określić, które kości szkieletu były związane z zębami.

Thewissen prowadził wykopaliska dalej, odkrywając setki kości różnych gatunków ssaków. Zęby wielorybów były najczęściej odzyskiwanymi zębami i nie było ssaków o tych samych rozmiarach. wstępnie zidentyfikować kości szkieletu Pakicetus . Później przetestowali tę identyfikację, badając stabilne izotopy kości, które pasowały do ​​stabilnych izotopów zębów, a nie zębów innych ssaków.

Odkrycie Indohyusa

Indyjski geolog A. Ranga Rao zebrał skamieliny w latach 60. i 70. w indyjskim Kaszmirze, który nazwał Indohyus . Po jego śmierci wdowa po nim, dr Friedlinde Obergfell, przekazała skały Thewissen do zbadania.

Podczas wydobywania skamielin preparator skamieniałości przypadkowo złamał jedną z czaszek. W pękniętym okazie Thewissen rozpoznał strukturę ucha bulwy słuchowej , która miała bardzo charakterystyczny kształt, spotykany tylko w czaszkach żywych i wymarłych waleni, w tym Pakicetus . Sugerowało to, że Indohyus był spokrewniony z waleniami, co zostało później potwierdzone przez formalną analizę systematyczną

Thewissen był w stanie wydobyć wiele kości szkieletowych Indohyusa , co wykazało, że gatunek ten był podobny w budowie ciała do współczesnego jelenia myszoskoczka (zwanego także szewrotanem ).

Thewissen postuluje, że pierwsze kroki przodków wielorybów w kierunku siedlisk wodnych mogły również wiązać się z ucieczką przed drapieżnikami.

Indohyusa przez Thewissena pomogło udoskonalić związek między wielorybami a hipopotamami i zasugerowało, że Indohyus był również blisko spokrewniony z hipopotamami.

Fred Spoor, antropolog z University College London , powiedział, że znaczenie najnowszego znaleziska jest porównywalne z Archaeopteryxem , pierwszymi skamielinami, które pokazują wyraźne przejście między dinozaurami a ptakami. „Przez lata kreacjoniści używali waleni do wspierania swoich poglądów, ponieważ przez długi czas najbardziej prymitywne znane wieloryby miały ciała, które wyglądały jak współczesne wieloryby, więc wydawało się, że istnieje ogromna luka w ewolucji. Ale od wczesnych lat 90. nastąpiła szybka seria skamielin z Indii i Pakistanu, które pięknie wypełniają tę lukę” – powiedział.

Embriologia

Thewissen uzyskał dostęp do kolekcji zarodków delfina plamistego pantropikalnego ( Stenella attenuata ). Ten delfin ma tylne kończyny jako zarodek, ale kończyny te zanikają w miarę rozwoju zarodka. Ta praca stworzyła podstawę do badania kontroli genów w rozwoju. Ponadto laboratorium Thewissena badało niezwykłe aspekty uzębienia tych delfinów, a mianowicie brak zębów zastępczych, podobieństwo kształtu zębów w całym rzędzie zębów oraz znaczną liczbę ich zębów.

Płód delfina wykazujący podobieństwa między ssakami lądowymi a współczesnymi waleniami. Pozostałość miednicy jest postrzegana jako mały niebieski pasek pod ogonem, a wiele kości kończyny przedniej pasuje do kości ssaków lądowych. Duże mózgi waleni rosną i na tym etapie nie są chronione przez kości. Tkanki płodu uczyniono przezroczystymi, chrząstki zabarwiono na niebiesko, a kości na fioletowo. Pasek skali wynosi 1 cm.

Ewolucja narządów zmysłów

Aby uzyskać dostęp do tkanek miękkich współczesnych wielorybów, Thewissen zaczął podróżować na północne zbocze Alaski. Współpracując z Department of Wildlife Management of the North Slope Borough, Thewissen uzyskał dostęp do niewielkiej liczby wielorybów i bieług , które są corocznie chwytane przez rdzennych mieszkańców Alaski jako rdzenne zwolnienie z ustawy o ochronie ssaków morskich . Tutaj Thewissen odkrył, że części wieloryba są odpowiedzialne za węch ( opuszki węchowe ), coś, czego nigdy wcześniej nie potwierdzono u żadnych waleni, i co potwierdziło długo utrzymywany pogląd Inuków na Alasce, że dziobaki mają zmysł węchu.

Narząd równowagi, żółty, i narząd słuchu, niebieski, u tego 43-milionowego Andrewsiphiusa
Puszka mózgowa 43-milionowego Remingtonocetus , z widocznym mózgiem (zielony) i uchem (żółty i czerwony), na podstawie tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości. Duży zielony kanał po prawej stronie prowadzi nerw węchowy i wskazuje, że te wieloryby miały rozwinięty zmysł węchu.

Szacowanie wieku współczesnych wielorybów

Laboratorium Thewissena odegrało kluczową rolę w oszacowaniu wieku arktycznych wielorybów. Dane te mają kluczowe znaczenie dla gromadzenia danych na temat ogólnego wskaźnika wzrostu lub spadku liczby ludności.

Niektóre walenie, takie jak belugi , układają w zębach warstwy, analogiczne do słojów drzew. Laboratorium Thewissena ustaliło, że w warstwach o dużej skali istnieje kilka zestawów drobniejszych, powtarzających się warstw. Jeden z tych drobniejszych zestawów jest powiązany z codziennymi procesami i rzeczywiście, grubość 365 tych warstw odpowiada jednej warstwie na dużą skalę, co sugeruje, że warstwy na dużą skalę odzwierciedlają roczne interwały.

Wieloryby dziobowe nie mają zębów, ale ich płytki fiszbinowe rosną z wiekiem i można je wykorzystać do oszacowania wieku młodszych wielorybów. Ustalono już, że jedna z kości ucha, część bębenkowa kości skroniowej , co roku powiększa się, odkładając warstwę kości. Laboratorium Thewissena zbadało to w przypadku dziobaka i ustaliło, że ta kość może być również wykorzystana do określenia wieku tego gatunku. Zarówno starzenie się zębów, jak i starzenie się kości skroniowej są skutecznymi metodami określania wieku kopalnych wielorybów.

Thewissen ustalił również, że w niektórych przypadkach obecność woskowiny u wielorybów można wykorzystać do ustalenia wieku. U niektórych wielorybów fiszbinowych woskowina rośnie w rocznych warstwach, które nie są wydalane przez kanał słuchowy, co można wykorzystać do oszacowania wieku.

Badania nad ewolucją mózgu

Obecna praca Thewissena polega na liczeniu neuronów w próbkach mózgów wielorybów dziobowych i bieług w celu oceny funkcji mózgu w Utqiaġvik — dawniej Barrow — na Alasce. Chociaż rozmiar mózgów kaszalotów i orek jest większy niż mózgi innych organizmów, w tym ludzi, lepszą miarą funkcji mózgu jest określenie liczby neuronów w mózgu. Suzana Herculano-Houzel opracował metodę liczenia neuronów mózgów ludzi i innych zwierząt oraz zależności między powierzchnią kory mózgowej a grubością i liczbą fałdów korowych. Ludzie i inne naczelne pakują około dwa razy więcej neuronów w sześciennym calu mózgu niż większość innych ssaków.

Występy w filmach naukowych i programach telewizyjnych

Discovery Channel, „Paleoworld”, 1994 „Powrót do mórz” Paleoworld (sezon 1)

BBC, „Walking with Beasts”, 2001 (praca opatrzona obszernymi wywiadami).

NHK (Japońska Państwowa Telewizja Publiczna), „Oceany”, 1996

Discovery Channel, 2001 „Oceany”.

Discovery Channel (wyprodukowany przez BBC), 2006. Życie w łonie matki (rozwój prenatalny delfinów).

Zwierzęta w łonie matki, 2006

Ewolucje (National Geographic Channel), 2009.

Zmieniony, 2009

Książki

2014. JGM Thewissen. Chodzące wieloryby, od lądu do wody w ciągu ośmiu milionów lat . University of California Press, 245 s. The Walking Whales

2017. B. Würsig, JGM Thewissen i K. Kovacs, redaktorzy. Encyklopedia ssaków morskich, wydanie 3. Academic Press, Elsevier, 1157 s. Encyklopedia ssaków morskich - wydanie 3