How to Speak Whale

Whales are an amazing group of animals. They evolved from hoofed animals, like hippos, deer, giraffes, and cows. The fossil record shows us how whales went from being hoofed animals to the aquatic giants we see today. They gradually shortened their arms and legs, lengthened their bodies, and changed their skull shape to be better suited for the water.

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Evolution of whales (evolution.Berkeley.edu)

Today, whales come in a variety of shapes, sizes, and colors. The smallest is the Hector’s dolphin at 5 feet long, and the largest is the blue whale at 100 feet long.

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Whales can be divided into two main groups, based on how they eat. The mysticetes (= baleen whales) have baleen odontocetes (= ‘toothed whales’) have teeth. The mysticetes will gulp and/or lunge feed by taking in a big gulp of water filled with microorganisms (mmmmmm krill).


(from BBC’s Blue Planet)

The odontocetes, like dolphins and killer whales, tend to be better at fast hunting and chasing prey. Because mammals have poor vision, especially underwater, odontocetes developed echolocation to help them understand their surroundings and find prey. To use echolocation, odontocetes produce high frequency sounds near their blowhole that are amplified and directed with a big organ called the melon. The melon is what gives these animals that bump on the front of their heads:

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Dolphin Anatomy (from Texas Marine Mammal Stranding Network)

The high frequency sounds travel out into the water, bounce off of any object, and return to the whale. The sound waves enter the whale’s lower jaw, where they are transferred to the middle ear – the hearing organ. These whales can use hearing to ‘see’ their environment!

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Whale echolocation (from Wikipedia)

In April (2016) a [paper] was published that described the hearing organ of the earliest odontocete whale from the Oligocene (33-23 million years ago). The shape of the middle ear shows is very similar to that of modern echolocating whales, and it shows that even the earliest odontocetes were using echolocation. Apart from helping them find prey, echolocation allows these whales to communicate with each other, which makes pack hunting and living in big groups easier.

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Orcas making a big wave to hunt.

 

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Dolphin’s hunting using mud walls (From BBC The Wonder of Animals episode 9)

Echolocation may be what helped these whales become so diverse and successful today!

Como Hablar Ballena

Las ballenas son un grupo de animales asombrosos. Evolucionaron de animales con pezuñas, como los hipopótamos, los ciervos, las jirafas, y las vacas. Los registros de fósiles nos muestran como las ballenas se transformaron de animales con pezuñas en los gigantes acuáticos que podemos ver hoy en día. Sus antepasados gradualmente acortaron sus brazos y piernas, alargaron sus cuerpos, y cambiaron la forma de sus cráneos para que sean más adecuados para el agua.

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La evolución de las ballenas (evolution.Berkeley.edu)

Hoy, existen ballenas de muchas formas, tamaños, y colores. La ballena más pequeña es el delfín de Héctor que mide 5 pies de largo, y la ballena más grande es la ballena azul que mide 100 pies de largo.

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La ballenas se pueden dividir en 2 grandes grupos, según la forma en que ellas comen. Las ballenas misticetos (= ballenas con barbas) tienen barbas.  Las ballenas odontocetos (= ballenas con dientes) tienen dientes. Las ballenas misticetos se alimentan tragando y/o embistiendo a otros animales mediante la ingestión de un gran trago de agua lleno de microorganismos (mmmmmm krill).


(from BBC’s Blue Planet)

from BBC’s Blue Planet

Los odontocetos, como los delfines o las orcas, tienden a ser mejores en la caza rápida de animales y en la persecución de presas. Debido a que los mamíferos tienen mala visión, especialmente debajo del agua, los odontocetos desarrollaron la ecolocalización que los ayuda a entender el entorno y a encontrar a sus presas. Para usar la ecolocalización, los odontocetos producen un sonido de alta frecuencia cerca de sus orificios nasales, que son amplificados y dirigidos con un órgano grande llamado el melón. Debido al melón estos animales tienen un chichón en el frente de sus cabezas:

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La anatomía del delfiín (de Texas Marine Mammal Stranding Network)

Los sonidos de alta frecuencia viajan en el agua, rebotan en cualquier objeto, y regresan a la ballena. Las ondas de sonido entran por la mandíbula de la ballena, y son transferidas al oído medio – el órgano de la audición. Estas ballenas pueden usar la audición para ‘ver’ sus entornos!

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La ecolocalización de las ballenas (de Wikipedia)

En Abril (2016) se publicó un [artículo] que describe el órgano de audición de la ballena odontoceto más vieja del Oligoceno (33-23 millones de años atrás). La forma del oído medio es muy similar a la de los oídos de las ballenas modernas que usan ecolocalización, y muestra que  incluso los primeros odontocetos usaban ecolocalización. Aparte de ayudarlos a encontrar animales de presa, la ecolocalización los ayuda a comunicarse entre ellos, lo que hace cazar en grupos y vivir en grupos grandes más fácil.

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Las orcas usando una ola grande para cazar.

 

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Delfínes usando paredes de barro para cazar (de BBC La Maravilla de Animales episodio 9)

Tal vez la ecolocalización es lo que ayudó a estas ballenas a hacerse tan diversas y exitosas hoy!

Volando un Barrilete Bajo Del Mar

Unas semanas atrás, hable sobre el fósil mas temprano de un pariente de las arañas. Esta semana voy a continuar de hablar de los artrópodos (el grupo que contiene las arañas, insectos, escorpiones, trilobites, crustáceos, milpiés, y otros animales).

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Artrópods!

A principios de Abril (2016), se publicó un [artículo] describiendo un artrópodo nuevo del Siluriano (443-419 millones de años atrás) del Reino Unido, llamado Aquilonifer spinosus. Este nuevo artrópodo es más relacionado con milpiés, ciempiés, y crustáceos, pero no pertenece a ninguno de esos grupos.

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Un imagen de Aquilonifer spinosus hecho por Andrey Atuchin

La cosa que hace el Aquilonifer spinosus tan único es que el fósil preserva a los bebes agregados al adulto con hilos largos y delgados, como los barriletes! El nombre Aquilonifer quiere decir ‘portador de barriletes’.

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Figura S1 del artículo.

Algunos artrópodos usan distintas maneras de proteger a sus bebes hasta que estén listos a vivir solos, como  poniendo los huevos adentro de sus caparazones. Esta estrategia de volar los bebes como barriletes no se ha encontrado antes. Teniendo los bebes así, los adultos podrían llevarlos a nuevas áreas para encontrar comida, defenderlos de otros animales, y protegerlos hasta que fueran mayores.

Si quieren ver más del espécimen, los autores hicieron una pequeña [película].

Kite Flying Under the Sea

A few weeks ago I talked about a fossil of the earliest spider relative. This week, I’m going to continue talking about arthropods (the group containing spiders, insects, scorpions, trilobites, crustaceans, millipedes, and others).

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Arthropods!

In early April (2016), an [article] was published describing a new arthropod from the Silurian (443-419 Million years ago) of the United Kingdom, called Aquilonifer spinosus. This new arthropod is most closely related to millipedes, centipedes, and crustaceans, but does not belong to any of those groups.

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Aquilonifer spinosus by Andrey Atuchin

The thing that makes Aquilonifer spinosus so unique is that the fossil preserves babies attached to it by long, thin strings, like kites! The name Aquilonifer means ‘kite bearer’.

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Figure S1 from paper.

Some arthropods use different ways to protect their babies until they are ready to live on their own, like keeping the eggs and young babies in their carapace for a time. This kite flying strategy has never been found before. By having the babies attached like kites, the adult could bring them to new areas to find food, defend them from predators, and keep them safe until they were older.

If you want to see more of the specimen, the authors made a little [movie].

 

Qué Podemos Aprender de los Cráteres?

Los cráteres son cicatrices en la superficie de planetas o lunas, formados por los impactos de los meteoritos. Estas cicatrices nos pueden contar mucho sobre la geología de los planetas y de la lunas y usualmente son muy prominentes. Si miras a la Luna, podés ver áreas oscuras y claras. Esas áreas oscuras son los cráteres en la superficie de la Luna. Podemos estimar el tamaño del meteorito a partir de las dimensiones del cráter que deja por las leyes de la física (que no voy a explicar aquí), así que encontrar un cráter puede ser muy informativo para entender la historia del planeta y de la Luna.

La Tierra ha tenido afortunadamente pocos impactos de meteoritos durante la historia humana. Sin embargo, varios cráteres grandes pueden verse todavía en la superficie de nuestro planeta formados por impactos pasados. Por ejemplo, el Cráter Meteorito en Arizona (USA) es bastante visible:

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Una photo desde el aire.

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Aquií estoy yo (a la derecha) con mi hermana mayor (a la izquierda) en el borde del cráter muchos años atras. Ustedes lo pueden visitar también!

Y es comparablemente pequeño con 1.200 metros en diámetro y 170 metros de profundidad. Se formó cerca de 50.000 años atrás por el impacto de un meteorito de cerca de 50 metros de diámetro.

Otro ejemplo es el cráter Manicouagan en la región de Côte-Nord en Québec, Canadá. Tiene 100 kilómetros de diámetro y contiene un lago con forma de anillo y una isla. Se formó alrededor de 215,5 millones de años atrás por el impacto de un meteorito de cerca de 5 kilómetros de diámetro.

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El cráter Manicouagan

El cráter del meteorito que mató a la mayoría de los dinosaurios fue difícil de encontrar porque está parcialmente enterrado con piedras mas jóvenes y parcialmente sumergido bajo el agua. El cráter se formó 66 millones de años atrás, tiene 180 kilómetros de diámetro, y se formó por el impacto de un meteorito de 10 kilómetros de diámetro. Se encuentra en la Península de Yucatán en México.

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Hemos sabido del cráter desde los años 1970 por los datos capturados por una empresa Mexicana de petróleo, pero no hemos sido capaces de explorarlo en profundidad hasta ahora.

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Los datos capturados por una empresa Mexicana de petróleo mostrando la estructura del cráter.

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Los datos sobre un mapa de la Península Yucataán mostrando el tamaño del cráter.

Esta semana, se puso en marcha una expedición para perforar el cráter y sacar muestras de las piedras. La expedición está dirigida por científicos de la Universidad de Texas en Austin y el Colegio Imperial de Londres.

Los científicos tienen tres objetivos básicos para la expedición:

  • Perforar las piedras de 55 millones de años atrás (durante el Paleoceno y Eoceno, el período más caluroso de la historia reciente de la Tierra) en la parte superior del cráter para entender los efectos de niveles altos de CO2 en la atmósfera y aplicarlo a problemas con los cambios globales climáticos de hoy.
  • Perforar los sedimentos directamente encima del cráter para ver como los animales regresaron al área cuando la Tierra se estabilizó.
  • Perforar el cráter para entender los efectos del impacto del meteorito en las piedras terrestres y aplicarlo a los impactos de meteoritos en otros planetas.

La expedición va a durar hasta Junio (2016) y va a impactar profundamente nuestro conocimiento de geología y procesos biológicos en la Tierra y en otros planetas.

What Can We Learn from Craters?

Craters are scars left on the surface of a planet or moon, formed by meteorite impacts. These scars can tell us a lot about the geology of the planet or moon and they are usually very prominent. If you look at the moon, you can see dark and light areas. Those dark areas are craters on the moon’s surface. You can estimate the size of a meteorite from the dimensions of the crater it leaves behind due to the laws of physics (which I won’t get into here), so finding craters can be very informative about the history of a planet or moon.

The Earth has had fortunately few meteorite impacts in the time of human history. However, several major craters can still be seen on our planet’s surface from past impacts. For example, Meteor Crater in Arizona, is quite visible:

Meteor Crater 1

Here it is from the air.

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Here I am (right) with my oldest sister (left) at the edge of the crater many years ago. You can visit it, too!

And it’s comparably small at 1200 meters in diameter and 170 meters deep. It formed around 50,000 years ago from a meteorite about 50 meters in diameter.

Another example is Manicouagan Crater in the Côte-Nord region of Québec, Canada. It’s 100 kilometers across, contains a ring-shaped lake and an island. It formed around 215.5 million years ago from a meteorite about 5 kilometers in diameter.

Manicougan

Manicouagan Crater

The crater from the meteorite that killed most of the dinosaurs was difficult to find because it’s partially buried by younger rocks and partially underwater. The crater formed 66 million years ago, is 180 kilometers wide and was formed by a meteorite 10 kilometers in diameter. It is located in the Yucatán Peninsula of Mexico.

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We’ve known about the crater since the 1970s from data captured by a Mexican oil company, but have not been able to explore it in depth until now.

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Data captured by a Mexican oil company showing the structure of the crater.

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The data on top of a map of the Yucatán Peninsula showing the size of the crater.

This week, an exploration launched to drill into the crater and take core samples of the rocks. The expedition is led by scientists at the University of Texas at Austin and the Imperial College London.

These scientists have three basic goals for the expedition:

  • Drilling into 55 million year old rocks (during the Paleocene and Eocene, the warmest time in recent Earth history) above the crater itself to understand the effects of high levels of CO2 in the atmosphere and apply that to current global climate change issues.
  • Drilling in the sediments above the crater, to see how animals moved back into the area once the Earth stabilized.
  • Drilling into the crater to understand what the meteorite strike did to the Earth’s rocks and apply that to impact effects on other planets.

The expedition will last until June (2016) and will deeply impact our knowledge of geological and life processes on Earth and other planets.

The Itsy Bitsy Spider

The fossil record is full of gaps. This is because only a minor portion of life on Earth died in the right conditions to become a fossil. We, as paleontologists, work with the information we have to understand what Earth was like millions of years ago. We always hope to find new fossils that help fill in these gaps and give us a better understanding of past Earth, life, and time.

In early April (2016), a [study] was published describing a spider fossil from France. This fossil was preserved in a concretion (a hard mass formed by the build up of sediment) of siderite (a mix of iron and carbonate). This type of preservation is great because it perfectly preserves the animal.

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Left – fossil. Right – 3D reconstruction of fossil.

Spiders are famous for making webs out of silk. This silk is released, or extruded, from tiny spigots on the underside of the spider. These spigots are clumped together and are controlled by spinnerets in true spiders (the group Araneae). Spinnerets help control where the silk is going, and make building webs a lot easier.

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Solid line – spinneret, dashed line – spigot.

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You can see the spider pulling the silk out of its spinnerets with its legs.

This animal, named Idmonarachne brasieri, was found to have silk spigots but not spinnerets. This combination makes Idmonarachne not a true spider, but very close (like a close cousin), and helps fill in gaps in our knowledge about the evolution of spiders.

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La Araña Itzi Bitzi

El registro de fósiles está lleno de espacios con falta de datos.  Esto ocurre porque sólo una pequeña porción de la vida en la Tierra muere en las condiciones adecuadas para convertirse en fósil. Nosotros, como paleontólogos, trabajamos con la información que tenemos para entender como era la Tierra millones de años atrás. Siempre esperamos encontrar nuevos fósiles que llenen los espacios vacíos de datos y nos ayuden a entender mejor la Tierra, la vida, y el tiempo pasados.

A principios de Abril (2016), se publicó un [artículo] que describe al fósil de una araña de Francia. Este fósil esta preservado en una solidificación (una masa dura formada por la acumulación de sedimento) de siderita (una mezcla de hierro y carbonato). Este tipo de preservación es estupenda porque preserva al animal perfectamente.

Fig 1_2A

A la izquierda – el fósil. A la derecha – una reconstrucción en 3D del fósil.

Las arañas son famosas por hacer redes de seda (telas de araña). La seda es lanzada, o extruida, de espitas minúsculas en la parte inferior de la araña. Estas espitas están unidas y controladas por las hileras en arañas verdaderas (el grupo Araneae). Las hileras ayudan a controlar la dirección de la seda y facilitan la fabricación de las telas de araña.

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Línea sólida – una hilera, línea cortada – espita.

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Pueden ver la araña sacando la seda de las hileras con sus piernas.

Este animal, llamado Idmonarachne brasieri, tenia las espitas de seda, pero no las hileras. Esta combinación hace al Idmonarachne un primo de las arañas, aunque no es una araña verdadera. Este fósil nos ayuda a llenar huecos en nuestro conocimiento sobre la evolución de las arañas.
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