Las barbas son un sistema de alimentación por filtración dentro de la boca de las ballenas barbadas . Para utilizar barbas, la ballena primero abre la boca bajo el agua para tomar agua. Luego, la ballena expulsa el agua y los animales como el krill son filtrados por las barbas y permanecen como fuente de alimento para la ballena. Las barbas son similares a las cerdas y están compuestas de queratina , la misma sustancia que se encuentra en las uñas, la piel y el cabello humanos. Las barbas son un derivado de la piel. Algunas ballenas, como la ballena de Groenlandia , tienen barbas más largas que otras. Otras ballenas, como la ballena gris , sólo 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 con barbas puede medir 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 con barbas o pelo de ballena. También se les llama cerdas de barbas, que en las ballenas sei están muy calcificadas, y la calcificación funciona para aumentar su rigidez. [1] [2] Las placas barbadas son más anchas en la línea de las encías (base). Las placas han sido comparadas con tamices o persianas venecianas .
Como material para diversos usos humanos, a las barbas se les suele llamar hueso de ballena , lo cual es un nombre inapropiado .
La palabra "barbas" deriva del latín bālaena , relacionado con el griego phalaina , los cuales significan "ballena".
Los fósiles verdaderos más antiguos de barbas tienen solo 15 millones de años porque las barbas rara vez se fosilizan, pero los científicos creen que se originaron considerablemente antes. [3] Esto lo indican las modificaciones del cráneo relacionadas con las barbas que se encuentran en fósiles de mucho antes, incluido un contrafuerte de hueso en la mandíbula superior debajo de los ojos y huesos sueltos de la mandíbula inferior 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 parece mucho a las barbas a nivel microscópico. Se cree que la evolución y radiación inicial de las placas barbadas ocurrió durante el Oligoceno temprano , cuando la Antártida se separó de Gondwana y se formó la Corriente Circumpolar Antártica , lo que aumentó la productividad de los ambientes oceánicos . [4] Esto ocurrió porque la corriente mantuvo las aguas cálidas del océano alejadas del área que ahora es la Antártida, produciendo gradientes pronunciados en temperatura, salinidad , luz y nutrientes, donde el agua cálida se encuentra con la fría. [5]
Se propone que la transición de los dientes a las barbas se produjo de forma gradual , de los dientes a un híbrido y a las barbas. Se sabe que los misticetos modernos tienen dientes inicialmente y luego desarrollan gérmenes de placas barbadas en el útero , pero pierden la dentición y solo tienen barbas durante sus años juveniles y adultos. Sin embargo, los misticetos en desarrollo no producen esmalte dental porque en algún momento este rasgo evolucionó hasta convertirse en un pseudogen . 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 parsimonia para estudiar este y otros caracteres ancestrales sugiere que el ancestro común de los etiocétidos y los misticetos desdentados evolucionó con agujeros laterales de nutrientes , que se cree que proporcionaron a los vasos sanguíneos y nervios una forma de llegar a las barbas en desarrollo. Investigaciones adicionales sugieren que las barbas de Aetiocetus estaban dispuestas en haces entre dientes muy 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 está respaldado por la evidencia de otros cambios que ocurrieron con la evolución de las barbas y que hacen posible que los organismos sobrevivan mediante la alimentación por filtración, como un cambio en la estructura del cráneo y la elasticidad de la garganta . Sería muy poco probable que todos estos cambios ocurrieran al mismo tiempo. Por lo tanto, se propone que los aetiocétidos del Oligoceno poseen estados de carácter tanto ancestral como descendiente con respecto a las estrategias de alimentación. Esto los convierte en taxones en mosaico , lo que demuestra que las barbas evolucionaron antes de que se perdiera la dentición o que los rasgos de alimentación por filtración evolucionaron originalmente para otras funciones. También muestra que la evolución pudo haber ocurrido gradualmente porque originalmente se mantuvo el estado ancestral. Por lo tanto, las ballenas mosaico podrían haber explotado nuevos recursos utilizando la alimentación por filtración sin abandonar sus estrategias de presa anteriores. El resultado de esta transición gradual es evidente en las ballenas barbadas modernas, debido a sus pseudogenes del esmalte y su desarrollo y reabsorción de los dientes en el útero . [3]
Si es cierto que muchas de las primeras ballenas barbadas también tenían dientes, probablemente éstos sólo se utilizaban periféricamente, o tal vez no se utilizaban en absoluto (de nuevo como la marsopa de Dall, que atrapa calamares y peces agarrándolos contra su dura mandíbula superior). Se han llevado a cabo intensas investigaciones para aclarar la evolución y la historia filogenética de los misticetos, pero hay mucho debate en torno a esta cuestión.
Las barbas de una ballena desempeñan el papel más importante en su proceso de alimentación por filtración. Para alimentarse, una ballena barbada abre ampliamente la boca y recoge densos cardúmenes de presas (como krill , copépodos , peces pequeños y, a veces, aves que se encuentran cerca de los cardúmenes), junto con grandes volúmenes de agua. Luego cierra parcialmente la boca y presiona la lengua contra la mandíbula superior, obligando al agua a salir lateralmente a través de las barbas, filtrando así a la presa, que luego traga.
Las barbas de ballena son un biomaterial a base de queratina, en su mayoría mineralizado, que consiste en placas paralelas suspendidas en la boca de la ballena. Las propiedades mecánicas de Baleen de ser fuerte y flexible lo convirtieron en un material popular para numerosas aplicaciones que requieren dicha propiedad (consulte la sección Usos humanos).
La estructura básica de las barbas de ballena ha sido descrita como una estructura tubular con una médula hueca (núcleo interno) encerrada por una capa tubular con un diámetro que varía de 60 a 900 micrones, que tenía aproximadamente 2,7 veces mayor contenido de calcio que la capa exterior sólida. . El módulo de elasticidad en la dirección longitudinal y en la dirección transversal es de 270 megapascales ( MPa ) y 200 MPa, respectivamente. Esta diferencia en los módulos elásticos podría [ se necesita aclaración ] atribuirse a la forma en que se empaquetan entre sí las estructuras tubulares intercaladas.
Las barbas de ballena hidratadas versus secas también exhiben una respuesta de tensión de compresión paralela y perpendicular a la tensión de compresión significativamente diferente. Aunque la carga paralela para muestras hidratadas y secas exhibe una respuesta de tensión mayor (aproximadamente 20 MPa y 140 MPa a una deformación de 0,07 para muestras hidratadas y secas respectivamente) que para la carga perpendicular, la hidratación redujo drásticamente la respuesta de compresión. [6]
La formación de grietas también es diferente tanto para la orientación transversal como para la longitudinal. Para la dirección transversal, las grietas se redirigen a lo largo de los túbulos, lo que mejora la resistencia de las barbas a la fractura y una vez que la grieta ingresa al túbulo, se dirige a lo largo de la interfaz más débil en lugar de penetrar a través del túbulo o las laminillas.
Antiguamente, la gente utilizaba barbas (normalmente conocidas como "hueso de ballena") para fabricar numerosos artículos en los que se requería flexibilidad y fuerza, incluidas cestas , rascadores de espalda , refuerzos de cuello , látigos para cochecitos , varillas de sombrilla, varas, enaguas de crinolina , farthingales , busks y tirantes de corsé . , [7] pero también piezas de armadura. [8] Se usaba comúnmente para plegar papel; su flexibilidad evitó que dañara el papel. También se utilizó ocasionalmente en arcos con respaldo de cable . Actualmente se suelen utilizar materiales sintéticos para fines similares, especialmente plástico y fibra de vidrio . Baleen también fue utilizado por los ebanistas holandeses para la producción de relieves prensados. [9]
En los Estados Unidos, la Ley de Protección de Mamíferos Marinos de 1972 declara ilegal "que cualquier persona transporte, compre, venda, exporte u ofrezca comprar, vender o exportar cualquier mamífero marino o producto de mamífero marino". [10]
Las barbas sirven como hábitat para algunas especies de las familias de gasterópodos Pyropeltidae , Cocculinidae , Osteopeltidae y Neolepetopsidae . [11]
