بالين

البالين، أو صفائح البالين، عبارة عن صفائح مثلثة الشكل من الكيراتين تُشكل نظامًا للتغذية الترشيحية (يُعرف باسم "شبكة البالين") داخل فم الحيتان البالينية . تبدأ عملية التغذية عندما يفتح الحوت فمه لابتلاع الماء، ثم يدفع الماء للخارج عبر شبكة من صفائح البالين، ليحتفظ ( يرشح ) بما سيُستخدم كغذاء له. يُشبه البالين الشعيرات ، ويتكون من الكيراتين ، وهي نفس المادة الموجودة في أظافر الإنسان وجلده وشعره. بعض الحيتان، مثل الحوت المقوس الرأس ، تمتلك بالين بأطوال مختلفة، بينما تستخدم حيتان أخرى، مثل الحوت الرمادي ، جانبًا واحدًا فقط من بالينها. تُرتّب شعيرات البالين هذه في صفائح عبر الفك العلوي للحيتان.

يختلف طول صفيحة البالين باختلاف الأنواع، فقد يتراوح بين 0.5 و3.5 متر (1.6 إلى 11.5 قدم) ، وقد يصل وزنها إلى 90 كيلوغرامًا (200 رطل) . تُعرف أطرافها الشعرية بشعر البالين أو شعر عظم الحوت، وتُسمى أيضًا بشعيرات البالين، وهي في حيتان سي مُتكلسة بشدة، حيث يعمل التكلس على زيادة صلابتها. ^{[ 1 ] [ 2 ]} تكون صفائح البالين أعرض عند خط اللثة (القاعدة). وقد شُبّهت هذه الصفائح بالمناخل أو الستائر المعدنية .    

باعتبارها مادة تستخدم في العديد من الاستخدامات البشرية، يطلق على البالين عادةً اسم عظم الحوت ، وهو تسمية خاطئة .

كلمة " baleen " مشتقة من الكلمة اللاتينية bālaena ، المرتبطة بالكلمة اليونانية phalaina - وكلاهما يعني "الحوت".

أقدم الأحافير الحقيقية للبالين لا يتجاوز عمرها 15 مليون سنة، نظرًا لندرة تحجر البالين، لكن يعتقد العلماء أن أصله يعود إلى فترة أقدم بكثير. ^{[ 3 ]} ويتضح ذلك من خلال وجود تعديلات في الجمجمة مرتبطة بالبالين في أحافير تعود إلى فترة أقدم بكثير، بما في ذلك دعامة عظمية في الفك العلوي أسفل العينين، وعظام فك سفلي مفكوكة عند الذقن. يُعتقد أن البالين قد تطور منذ حوالي 30 مليون سنة، ربما من فك علوي صلب ولزج ، مثل فك خنزير البحر دال ؛ وهو يشبه البالين إلى حد كبير على المستوى المجهري. يُعتقد أن التطور الأولي وانتشار صفائح البالين قد حدث خلال العصر الأوليغوسيني المبكر عندما انفصلت القارة القطبية الجنوبية عن قارة غوندوانا وتشكل التيار القطبي الجنوبي ، مما زاد من إنتاجية البيئات المحيطية . ^{[ 4 ]} حدث هذا لأن التيار أبقى مياه المحيط الدافئة بعيدة عن المنطقة التي تُعرف الآن باسم القارة القطبية الجنوبية، مما أدى إلى تدرجات حادة في درجة الحرارة والملوحة والضوء والمغذيات، حيث تلتقي المياه الدافئة بالمياه الباردة. ^{[ 5 ]}

يُعتقد أن الانتقال من الأسنان إلى البالين قد حدث تدريجيًا ، من الأسنان إلى هجين ثم إلى البالين. من المعروف أن الحيتان البالينية الحديثة تمتلك أسنانًا في البداية، ثم تنمو لديها براعم صفائح البالين داخل الرحم ، لكنها تفقد أسنانها ولا يتبقى لديها سوى البالين خلال سنوات صغرها وبلوغها. مع ذلك، لا تُنتج الحيتان البالينية النامية مينا الأسنان، لأن هذه السمة تطورت في مرحلة ما لتصبح جينًا كاذبًا . يُرجح أن هذا قد حدث قبل حوالي 28 مليون سنة، مما يُثبت أن الأسنان حالة أصلية للحيتان البالينية. باستخدام مبدأ الاقتصاد في دراسة هذه السمة وغيرها من السمات الأصلية، يُشير ذلك إلى أن السلف المشترك للحيتان عديمة الأسنان والحيتان البالينية قد طوّر ثقوبًا جانبية مغذية ، يُعتقد أنها وفرت للأوعية الدموية والأعصاب وسيلة للوصول إلى البالين النامي. تُشير أبحاث أخرى إلى أن بالين الحيتان عديمة الأسنان كان مُرتبًا في حزم بين أسنان متباعدة. إذا صحّ ذلك، فإنّ هذا المزيج من البالين والأسنان في حيتان الأيتيوسيتوس يُمثّل مرحلة انتقالية بين الحيتان المسننة والحيتان البالينية. وتُعزّز هذه المرحلة الوسيطة أدلةٌ على تغييرات أخرى طرأت مع تطوّر البالين، والتي مكّنت هذه الكائنات من البقاء على قيد الحياة باستخدام التغذية الترشيحية، مثل تغيّر بنية الجمجمة ومرونة الحلق . ومن غير المرجّح أن تحدث جميع هذه التغييرات دفعةً واحدة. لذلك، يُقترح أن حيتان الأيتيوسيتوس في العصر الأوليغوسيني تمتلك سماتٍ سلفية وأخرى مُشتقّة فيما يتعلّق باستراتيجيات التغذية. وهذا ما يجعلها تصنيفاتٍ فسيفسائية ، ممّا يُشير إلى أنّ البالين تطوّر قبل فقدان الأسنان، أو أنّ سمات التغذية الترشيحية تطوّرت في الأصل لوظائف أخرى. كما يُشير إلى أنّ التطوّر ربما حدث تدريجيًا نظرًا للحفاظ على الحالة السلفية في البداية. وبالتالي، يُمكن أن تكون حيتان الفسيفساء قد استغلّت موارد جديدة باستخدام التغذية الترشيحية دون التخلّي عن استراتيجياتها السابقة في اصطياد الفرائس. تتجلى نتيجة هذا التحول التدريجي في الحيتان البالينية الحديثة، وذلك بسبب جينات المينا الكاذبة ونمو أسنانها داخل الرحم وإعادة امتصاصها . ^{[ 3 ]}

إذا صحّ أن العديد من الحيتان البالينية المبكرة كانت تمتلك أسنانًا، فمن المحتمل أنها لم تُستخدم إلا بشكل هامشي، أو ربما لم تُستخدم على الإطلاق (كما هو الحال مع خنزير البحر دال، الذي يصطاد الحبار والأسماك بالإمساك بها بفكه العلوي الصلب). وقد أُجريت أبحاث مكثفة لتحديد تطور الحيتان البالينية وتاريخها الوراثي ، لكن لا يزال هذا الموضوع محل جدل واسع.

تلعب صفائح البالين لدى الحوت الدور الأهم في عملية التغذية الترشيحية. وللتغذية، يفتح الحوت الباليني فمه على اتساعه ويلتقط أسرابًا كثيفة من الفرائس (مثل الكريل ، ومجدافيات الأرجل ، والأسماك الصغيرة ، وأحيانًا الطيور التي تصادف وجودها بالقرب من هذه الأسراب)، مصحوبة بكميات كبيرة من الماء. ثم يغلق فمه جزئيًا ويضغط لسانه على فكه العلوي، مما يجبر الماء على المرور جانبيًا عبر البالين، وبالتالي يفرز الفريسة التي يبتلعها بعد ذلك.

تُعدّ بالينات الحوت مادة حيوية غنية بالمعادن، تتكون في معظمها من الكيراتين، وتتألف من صفائح متوازية معلقة أسفل فم الحوت. وقد جعلت خصائصها الميكانيكية، من حيث القوة والمرونة، منها مادة شائعة الاستخدام في العديد من التطبيقات التي تتطلب هذه الخاصية (انظر قسم الاستخدامات البشرية).

وُصِفَ التركيب الأساسي لصفائح بالين الحوت بأنه تركيب أنبوبي ذو لب داخلي مجوف مُحاط بطبقة أنبوبية يتراوح قطرها بين 60 و900 ميكرومتر، ويحتوي على نسبة كالسيوم أعلى بنحو 2.7 مرة من الغلاف الخارجي الصلب. يبلغ معامل المرونة في الاتجاه الطولي 270 ميجاباسكال، وفي الاتجاه العرضي 200 ميجاباسكال. ويُعزى هذا الاختلاف في معاملات المرونة إلى طريقة تماسك هذه التراكيب الأنبوبية المتداخلة.

تُظهر بالينات الحيتان المُرطبة والجافة استجابةً مختلفةً بشكلٍ ملحوظٍ للإجهاد الانضغاطي المتوازي والعمودي. فعلى الرغم من أن التحميل المتوازي لكلا العينتين، المُرطبة والجافة، يُظهر استجابةً إجهاديةً أعلى (حوالي 20 ميجا باسكال و140 ميجا باسكال عند انفعال 0.07 للعينتين المُرطبة والجافة على التوالي) مقارنةً بالتحميل العمودي، إلا أن الترطيب يُقلل بشكلٍ كبيرٍ من الاستجابة الانضغاطية. ^{[ 6 ]}

يختلف تكوّن الشقوق باختلاف اتجاهها، سواءً كان عرضيًا أو طوليًا. ففي الاتجاه العرضي، تُعاد توجيه الشقوق على طول الأنابيب، مما يُعزز مقاومة صفائح البالين للكسر، وبمجرد دخول الشق إلى الأنبوب، فإنه يتجه على طول السطح الأضعف بدلاً من اختراق الأنبوب أو الصفائح.

استخدم الناس قديمًا عظم الحوت (المعروف أيضًا باسم "عظم الحوت") في صناعة العديد من الأدوات التي تتطلب المرونة والقوة، بما في ذلك السلال ، وأدوات حك الظهر ، ودعامات الياقات، وسياط العربات ، وأضلاع المظلات، والعصي، والتنانير الداخلية ذات الكرينولين ، والتنانير الداخلية ذات الأطواق ، والمشابك ، ودعامات المشدات ، ^{[ 7 ]} بالإضافة إلى قطع من الدروع. ^{[ 8 ]} وكان يُستخدم بكثرة لثني الورق؛ إذ حالت مرونته دون إتلافه. كما استُخدم أحيانًا في صناعة الأقواس ذات الكابلات . أما الآن، فتُستخدم المواد الاصطناعية عادةً لأغراض مماثلة، وخاصة البلاستيك والألياف الزجاجية . كما استخدم النجارون الهولنديون عظم الحوت في صناعة النقوش البارزة المضغوطة. ^{[ 9 ]}

في الولايات المتحدة، ينص قانون حماية الثدييات البحرية لعام 1972 على أنه من غير القانوني "لأي شخص نقل أو شراء أو بيع أو تصدير أو عرض شراء أو بيع أو تصدير أي ثدييات بحرية أو منتجاتها". ^{[ 10 ]}

• جون هنري ديفيرو ، مهندس معماري من ولاية كارولينا الجنوبية، استخدم عظام فك الحوت لتزيين أكبر قصر في جزيرة سوليفان

• سانت أوبين، دي جيه؛ ستينسون، آر إتش؛ جيراسي، جيه آر (1984). "جوانب من بنية وتركيب البالين، وبعض آثار التعرض للهيدروكربونات البترولية" (ملف PDF) . المجلة الكندية لعلم الحيوان . 62 (2): 193-198 . doi : 10.1139/z84-032 .
• ميريديث، روبرت و.؛ جيتسي، جون؛ تشينغ، جويس؛ سبرينغر، مارك س. (2010). "تحويل جين إيناميلسين ( MMP20 ) المسؤول عن تكوين الأسنان إلى جين كاذب في السلف المشترك للحيتان البالينية الحالية" . وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 278 (1708): 993-1002 . doi : 10.1098/rspb.2010.1280 . PMC 3049022. PMID 20861053 .  
• "كيف فقدت الحيتان البالينية جينًا وأسنانها" . ثوتوميكس . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-03-2011.

• "عظم الحوت"  . الموسوعة الدولية الجديدة . 1905.