Ballena

Las barbas o placas de barbas son láminas triangulares de queratina que conforman un sistema de alimentación por filtración (el "rejilla de barbas") dentro de la boca de las ballenas barbadas . El proceso de alimentación comienza cuando el animal abre la boca para tomar agua. La ballena luego expulsa el agua a través de una rejilla de placas de barbas para retener ( filtrar ) lo que le servirá de alimento. Una barba es similar a una cerda y está compuesta de queratina , la misma sustancia que se encuentra en las uñas, la piel y el cabello humanos. Algunas ballenas, como la ballena boreal , tienen barbas de diferentes longitudes. Otras, como la ballena gris , solo utilizan un lado de sus barbas. Estas cerdas de barbas están dispuestas en placas a lo largo de la mandíbula superior de las ballenas.

Dependiendo de la especie, una placa de barbas puede tener de 0,5 a 3,5 m (1,6 a 11,5 pies) de largo y pesar hasta 90 kg (200 lb) . Sus flecos peludos se llaman pelo de barba o pelo de hueso de ballena. También se les llama cerdas de barbas, que en las ballenas sei están altamente calcificadas, y la calcificación funciona para aumentar su rigidez. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Las placas de barbas son más anchas en la línea de las encías (base). Las placas se han comparado con tamices o persianas venecianas .    

Como material para diversos usos humanos, las barbas de ballena suelen denominarse hueso de ballena , lo cual es un nombre inapropiado .

La palabra " baleen " deriva del latín bālaena , relacionado con el griego phalaina , ambos con el significado de "ballena".

Los fósiles más antiguos de barbas de ballena tienen solo 15 millones de años porque las barbas rara vez se fosilizan, pero los científicos creen que se originaron considerablemente antes. ^{[ 3 ]} Esto se evidencia en las modificaciones craneales relacionadas con las barbas encontradas en fósiles mucho más antiguos, incluyendo un contrafuerte óseo en la mandíbula superior debajo de los ojos y huesos de la mandíbula inferior sueltos en el mentón. Se cree que las barbas evolucionaron hace unos 30 millones de años, posiblemente a partir de una mandíbula superior dura y gomosa , como la que tiene la marsopa de Dall ; se asemeja mucho a las barbas a nivel microscópico. Se cree que la evolución y radiación inicial de las placas de barbas ocurrió durante el Oligoceno temprano , cuando la Antártida se separó de Gondwana y se formó la Corriente Circumpolar Antártica , aumentando la productividad de los ambientes oceánicos . ^{[ 4 ]} Esto ocurrió porque la corriente mantuvo las aguas oceánicas cálidas alejadas del área que ahora es la Antártida, produciendo fuertes gradientes de temperatura, salinidad , luz y nutrientes, donde el agua cálida se encuentra con la fría. ^{[ 5 ]}

Se propone que la transición de dientes a barbas ocurrió de forma gradual , desde dientes a un híbrido y luego a barbas. Se sabe que los misticetos modernos tienen dientes inicialmente y luego desarrollan gérmenes de placas de barbas en el útero , pero pierden su dentición y solo tienen barbas durante sus años juveniles y la edad adulta. Sin embargo, los misticetos en desarrollo no producen esmalte dental porque en algún momento este rasgo evolucionó hasta convertirse en un pseudogén . Es probable que esto haya ocurrido hace unos 28 millones de años y demuestra que la dentición es un estado ancestral de los misticetos. El uso de la parsimonia para estudiar este y otros caracteres ancestrales sugiere que el ancestro común de los aetiocétidos y los misticetos edéntulos desarrolló forámenes nutricios laterales , que se cree que proporcionaron a los vasos sanguíneos y nervios una vía para llegar a las barbas en desarrollo. Investigaciones adicionales sugieren que las barbas de Aetiocetus estaban dispuestas en haces entre dientes ampliamente espaciados. De ser cierto, esta combinación de barbas y dentición en Aetiocetus actuaría como un estado de transición entre odontocetos y misticetos. Este paso intermedio se ve respaldado además por la evidencia de otros cambios que ocurrieron con la evolución de las barbas y que permiten a los organismos sobrevivir mediante la alimentación por filtración, como un cambio en la estructura del cráneo y la elasticidad de la garganta . Sería muy improbable que todos estos cambios ocurrieran a la vez. Por lo tanto, se propone que los aetiocétidos del Oligoceno poseen estados de caracteres tanto ancestrales como descendientes con respecto a las estrategias de alimentación. Esto los convierte en taxones mosaico , lo que demuestra que o bien las barbas evolucionaron antes de que se perdiera la dentición, o bien que los rasgos para la alimentación por filtración evolucionaron originalmente para otras funciones. También muestra que la evolución pudo haber ocurrido gradualmente porque el estado ancestral se mantuvo inicialmente. Por lo tanto, las ballenas mosaico podrían haber explotado nuevos recursos mediante la alimentación por filtración sin abandonar sus estrategias de presa anteriores. El resultado de esta transición gradual es evidente en las ballenas barbadas actuales, debido a sus pseudogenes del esmalte y su desarrollo y reabsorción de dientes en el útero . ^{[ 3 ]}

Si bien es cierto que muchas ballenas barbadas primitivas también tenían dientes, probablemente los usaban solo de forma periférica, o tal vez ni siquiera los usaban (como la marsopa de Dall, que captura calamares y peces sujetándolos con su mandíbula superior dura). Se han realizado numerosas investigaciones para dilucidar la evolución y la historia filogenética de los misticetos, pero este tema sigue siendo objeto de mucho debate.

Las barbas de las ballenas desempeñan un papel fundamental en su proceso de alimentación por filtración. Para alimentarse, la ballena barbada abre la boca ampliamente y recoge densos cardúmenes de presas (como krill , copépodos , peces pequeños y, a veces, aves que se encuentran cerca), junto con grandes volúmenes de agua. Luego, cierra parcialmente la boca y presiona la lengua contra la mandíbula superior, forzando el paso del agua lateralmente a través de las barbas, filtrando así las presas, que posteriormente ingiere.

Las barbas de ballena son un biomaterial mayoritariamente mineralizado a base de queratina, compuesto por placas paralelas suspendidas en la boca de la ballena. Sus propiedades mecánicas, como su resistencia y flexibilidad, lo han convertido en un material popular para numerosas aplicaciones que requieren dichas propiedades (véase la sección de Usos en humanos).

La estructura básica de las barbas de ballena se ha descrito como una estructura tubular con una médula hueca (núcleo interno) rodeada por una capa tubular con un diámetro que varía entre 60 y 900 micrómetros, la cual presenta un contenido de calcio aproximadamente 2,7 veces mayor que la capa externa sólida. El módulo de elasticidad en dirección longitudinal y transversal es de 270 megapascales ( MPa ) y 200 MPa, respectivamente. Esta diferencia en los módulos de elasticidad podría atribuirse a la forma en que se empaquetan las estructuras tubulares intercaladas.

Las barbas de ballena hidratadas y secas también presentan una respuesta significativamente diferente a la deformación por compresión, tanto en paralelo como en perpendicular. Si bien la carga paralela para muestras hidratadas y secas muestra una respuesta de tensión mayor (aproximadamente 20 MPa y 140 MPa a 0,07 de deformación para muestras hidratadas y secas, respectivamente) que la carga perpendicular, la hidratación redujo drásticamente la respuesta a la compresión. ^{[ 6 ]}

La formación de grietas también difiere según la orientación transversal o longitudinal. En la dirección transversal, las grietas se redirigen a lo largo de los túbulos, lo que aumenta la resistencia de la barba a la fractura. Una vez que la grieta penetra en el túbulo, se dirige a lo largo de la interfaz más débil en lugar de atravesar el túbulo o las láminas.

Antiguamente, las personas usaban barbas de ballena (generalmente llamadas "huesos de ballena") para fabricar numerosos artículos que requerían flexibilidad y resistencia, como cestas , rascadores de espalda , refuerzos para cuellos , látigos para carruajes , varillas para sombrillas , varas , enaguas de crinolina , verdugados , ballenas y tirantes de corsé , ^{[ 7 ]} pero también piezas de armadura. ^{[ 8 ]} Se usaba comúnmente para marcar pliegues en el papel; su flexibilidad impedía que lo dañara. También se usaba ocasionalmente en arcos con refuerzo de cable . Actualmente, se suelen usar materiales sintéticos para fines similares, especialmente plástico y fibra de vidrio . Los ebanistas holandeses también usaban barbas de ballena para la producción de relieves prensados. ^{[ 9 ]}

En Estados Unidos, la Ley de Protección de Mamíferos Marinos de 1972 prohíbe "que cualquier persona transporte, compre, venda, exporte u ofrezca comprar, vender o exportar cualquier mamífero marino o producto derivado de mamíferos marinos". ^{[ 10 ]}

• John Henry Devereux , un arquitecto de Carolina del Sur que utilizó huesos de mandíbula de ballena para adornar la mansión más grande de Sullivan's Island.

• St. Aubin, DJ; Stinson, RH; Geraci, JR (1984). "Aspectos de la estructura y composición de las barbas de ballena y algunos efectos de la exposición a hidrocarburos de petróleo" (PDF) . Revista Canadiense de Zoología . 62 (2): 193– 8. doi : 10.1139/z84-032 .
• Meredith, Robert W.; Gatesy, John; Cheng, Joyce; Springer, Mark S. (2010). "Pseudogenización del gen del diente enamelysin ( MMP20 ) en el ancestro común de las ballenas barbadas actuales" . Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences . 278 (1708): 993–1002 . doi : 10.1098/rspb.2010.1280 . PMC 3049022. PMID 20861053 .  
• "Cómo las ballenas barbadas perdieron un gen y sus dientes" . Thoughtomics . Archivado del original el 22 de marzo de 2011.

• "Hueso de ballena"  . Nueva Enciclopedia Internacional . 1905.