¿Por qué hay una diferencia en la rotación de la aleta caudal en los peces en comparación con los mamíferos marinos?

Mientras que los peces tienden a moverse de un lado a otro (ondulación lateral) para lo cual tiene sentido una cola vertical, los antepasados ​​terrestres de los mamíferos marinos tenían sus extremidades debajo de ellos y, por lo tanto, sus espinas ya estaban adaptadas al movimiento hacia arriba y hacia abajo (ondulación dorsoventral). Cuando estos animales se trasladaron a ambientes marinos, continuaron el movimiento hacia arriba y hacia abajo en su nado, por lo que una cola horizontal tiene sentido.

( El artículo de wikipedia sobre aletas brinda más detalles y enlaces a esta página web en Berkeley.edu . Un artículo de Thewissen et al. sugiere que para los cetáceos, la ondulación dorsoventral como estrategia de natación fue lo primero, y la cola horizontal evolucionó más tarde.

Mas detalle:

En un tercer ejemplo más allá de los peces y los mamíferos marinos, los ictiosaurios y otros reptiles acuáticos desarrollaron colas verticales, aunque, al igual que los mamíferos marinos, evolucionaron a partir de animales terrestres de cuatro patas. Esto puede deberse a que las patas/espinas/modos de los reptiles terrestres difieren de los de los mamíferos terrestres , por lo que los primeros ictiosaurios nadaban con ondulación lateral, como se refleja en sus modificaciones espinales .

Esta publicación de blog de Brian Switek ofrece un excelente resumen del tema, con cifras y citas. Citaré esta parte que trata sobre la teoría de la ondulación dorsoventral:

...los mamíferos y sus parientes llevaban las patas debajo del cuerpo y no hacia los lados desde finales del Pérmico, por lo que el movimiento de su columna vertebral se adaptó para moverse hacia arriba y hacia abajo en lugar de de lado a lado como muchos reptiles y anfibios vivos. Por lo tanto, Pakicetus [el mamífero terrestre pre-cetáceo] no habría desarrollado una cola para el movimiento de lado a lado como los ictiosaurios o los tiburones porque primero habrían tenido que cambiar por completo la forma en que se estableció su columna vertebral.

Switek continúa hablando de excepciones en algunos mamíferos marinos:

En este punto, algunos de ustedes podrían mencionar que los pinnípedos vivos, como las focas y los leones marinos, se mueven de lado a lado bajo el agua. Eso puede ser cierto en un nivel superficial, pero los pinnípedos utilizan principalmente sus extremidades modificadas (extremidades posteriores en las focas y extremidades anteriores en los leones marinos) para moverse por el agua; no dependen de la propulsión de una aleta caudal grande o de una aleta caudal que proporciona la mayor parte de la propulsión con las aletas/extremidades delanteras que proporcionan sustentación y permiten el cambio de dirección. Esta diversidad de estrategias en los mamíferos marinos vivos sugiere diferentes situaciones encontradas por diferentes ancestros con sus propios conjuntos de características, pero en el caso de las ballenas, parece que sus ancestros estaban mejor equipados para moverse ondulando su columna vertebral y usando sus extremidades para proporcionar algún movimiento. propulsión/dirección adicional.

Los cetáceos (es decir, los mamíferos marinos) evolucionaron a partir de ciertos mamíferos terrestres antiguos, por lo que la cola es esencialmente una evolución convergente de la función de la cola.

He pensado en esto muchas veces, pero disfruté teorizando sobre las posibilidades frente a investigar la teoría de la evolución. Me gustan estos pensamientos anteriores, definitivamente estoy de acuerdo hasta cierto punto, pero me parece que: si casi todos los "peces" utilizan un movimiento / morfología de lado a lado, parece que esto es ciertamente más eficiente y sería adoptado por muchos millones de años... al menos en algunos ejemplos... por mamíferos marinos; SIN EMBARGO, hay una diferencia y una necesidad fisiológica que creo que en realidad puede hacer que la aleta/cola horizontal sea ventajosa. Esto haría que la idea de las vértebras sea solo un mecanismo de formación en tal evolución, en lugar de un agente restrictivo.

Para respirar -para poder hacerlo de manera eficiente- es necesario salir a la superficie, por lo que el empuje vertical es de suma importancia. Esp, ya que otras especies marinas que respiran aire (evolucionadas de animales terrestres...) que NO han desarrollado una casualidad sólida (ya sea por falta de tiempo evolutivo o diferencias morfológicas previas...) en la mayoría de los casos tienen un sistema de propulsión más flexible para lograr la eficiencia a través de una maniobrabilidad mejorada o alterada.

Ciertos pinnípedos, como se discutió en el artículo anterior, tienen estructuras menos sólidas, por lo tanto, mejoraron la flexibilidad / movilidad y, en mi opinión, van de la mano con la creación de suficiente eficiencia de respiración. Luego, en instancias que no son de mamíferos, los pingüinos son un ejemplo sólido, ya que el uso de "extremidades anteriores" (alas) crea tanto la flexibilidad/movilidad para lograr dichas necesidades, pero también... actúa de manera bastante similar (en el departamento de empuje vertical ) a la platija horizontal----en el proceso de salir a la superficie para respirar, marsopa o llegar a tierra.