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鲸没进化之前是怎样的?

归档日期:11-05       文本归类:      文章编辑:爱尚语录

  一篇关于鲸鱼进化的资料,希望对你有帮助,请原谅,我也帮不上更大的忙了。 鲸鱼在生物学分类上属于哺乳纲真兽亚纲的鲸目(Cetacean),在鲸目下又分为齿鲸亚目、须鲸亚目和古鲸亚目。其中蓝鲸属于须鲸亚目,其缓慢游动,以鲸须捕食浮游动物为生的图景构成了人们对鲸目动物的普遍印象。 但在澳大利亚科学家的新发现面前,这个印象也许需要修正了。 古鲸身份:可能是须鲸的祖先 澳大利亚科学家发现了一种长有锋利牙齿的看起来十分凶残的远古鲸鱼化石,这些化石是在东南部维多利亚一个名叫JanJuc的小镇附近发现的,因此科学家将它命名为“Janjucetus”。上世纪末,一位在维多利亚海滩上冲浪的少年发现了这具化石,多年来它一直被当作普通化石放置在莫纳什大学一位学者的办公室里,Fitzgerald教授得到样本后经过三年的研究,最近公布了他的新发现。他推断,这种鲸鱼生活在2500万年前,可能是现存须鲸的祖先。 现在的问题是:它和人们印象中的须鲸差别太大了,须鲸的进化历史甚至会因此需要修改。在此之前,科学家们普遍认为白垩纪末期,曾经统治地球的恐龙类全部灭绝,原始的哺乳动物,特别是真兽类繁荣起来。第三纪初期,这类动物的部分种类返回海中生活,逐渐产生了最早的鲸类:古鲸亚目。而现存的两类鲸鱼,齿鲸亚目和须鲸亚目,则是从古鲸亚目逐渐分化演变而成。其中须鲸亚目的出现稍晚,约在4000万年前,为了捕食海洋中的浮游生物和小型鱼虾,才从齿鲸中分化出来。通过时间表上的对比可以发现,新发现的Janjucetus生活在须鲸由齿鲸分化出来之后,因此其古怪的特征引起了科学家们的注意。 问题1 Janjucetus为什么是须鲸? “它属于须鲸是不容置疑的,”Fitzgerald教授说,“它的耳部构造很清晰地显示了须鲸的特征。” 在鲸目动物身上,耳部构造被视为一个重要的判断标志。因为声音在水中和空气中的传播方式不同。人类与其他陆栖动物有薄而扁的耳鼓(又叫鼓膜),接收以空气为传播介质的声波;现代鲸豚的耳部结构则是厚而长的鼓韧带,无法接受声波,它们利用的是名为“鼓泡”(bulla)的骨头。现代鲸豚的鼓泡非常致密,因此可以传递由稠密介质传送的声音到内耳去。 以2000年在巴基斯坦发现的一种古鲸:以巴基鲸(Pakicetus)为例,它的鼓泡已经朝现代型的方向演化了,但是它们仍然保存了类似陆栖哺乳类的耳鼓,在水面下毫无作用。正是根据这一特征,发现者Thewissen博士推测,就像乌龟听到的是以龟壳传送的地面震动,巴基鲸也许是用鼓泡捕捉地面传递的声音。他将新发现的体骨与耳部构造一并考虑之后,将巴基鲸想象成一种以埋伏为主要策略的猎食者。就像鳄鱼一样,它们也许潜伏在河岸浅水处,头朝岸上,攻击前来饮水的动物。 鲸豚听觉的演化到了后期,齿鲸与须鲸就分道扬镳了。齿鲸演化出接收与制造高频声音的装备,因此可以利用回声定位搜寻猎物,而须鲸则接收与制造极低频的声音,彼此可以远距离通讯。鲸豚耳骨化石显示,约2800万年前(渐新世晚期),早期齿鲸已经拥有接收高频声音的一些骨质构造,因此它们至少有起码的回声定位本领。虽然它们的低频听觉起源仍然不明,但就化石记录来看,须鲸在3400万年前(渐新世初期)就出现了低频听觉构造。而正是因为在Janjucetus身上发现了须鲸的耳部构造,因此断定其属于须鲸的一种。 问题2须鲸为什么会有牙齿? 顾名思义,须鲸与齿鲸的分别在于前者的腭表皮充分角质化延伸成鲸须,约有150到400片,而后者则有终生不换的圆锥形同型齿。 Fitzgerald发现,Janjucetus不但没有鲸须,而且牙齿非常锋利,几乎有手指的长度,因此他相信Janjucetus是一种凶猛的捕食者。据Fitzgeral估算,其身长仅为3.5米,在须鲸家族中算是非常小的个体。但其独到之处在于,它能用锋利的牙齿捕捉体型较大的鱼,包括其他鲸鱼,甚至鲨鱼也会成为它的猎物。 事实上,Janjucetus化石的其中一项重要价值,正是让人们重新审视齿鲸/须鲸这样简单分类的背后所忽略的事实。科学家们早已发现,须鲸在胚胎阶段都是有牙齿的,直到出生后牙齿才变成鲸须。这个问题与爬行类、鸟类和哺乳类的胚胎会出现鳃裂,以及高等脊椎动物的胚胎有脊索等问题,对早期进化理论提出了质疑,达尔文在《物种起源》中最早指出,惟一合理的解释,就是这些奇怪的形态是它们祖先的遗产:“胚胎结构相同透露了祖先相同。”稍后,德国动物学家ErnstHaeckel提出了生物重演律,声称个体发育是种系发生的重演,反映了简化和压缩了的进化过程,通过研究胚胎发育,就能够弄清楚动物的进化过程。这显然是过于简单化和极端的主张,因为胚胎发育重演的只是祖先的某个特定构造,并不重演祖先的整体形态。 问题3巨大的眼窝意味着什么? 在Janjucetus的头骨上,其他值得注意的特征包括眼窝的位置。早期的巴基鲸与陆行鲸像鳄鱼,眼窝位于头顶,到了水栖的原鲸与后来的鲸豚,则位于头部。Janjucetus的眼睛非常大,Fitzgerald说,就是那对巨大的眼窝,直径达到24厘米。这说明,就Janjucetus的大小比例而言(根据Fitzgerald的估计,长度在3.5米左右),在所有已知鲸类中,它的眼睛最大。尽管头骨与现代瓶鼻海豚大小类似,但眼槽的直径却比后者大一倍。它敏锐的大眼睛将帮助它追踪猎物,而后把猎物撕成碎片。 也许,须鲸本身特征和用鲸须过滤海水、捕食鱼虾的生活方式,并不是须鲸亚目自分化以来的基本特征。更可能的情况是,在与齿鲸亚目分道扬镳之后,须鲸亚目呈现出了复杂的进化图景,而其中一种进化成现在常见的蓝鲸、长须鲸等温文尔雅、行动缓慢的种类,而须鲸家族中的另一些成员,则顽强保留着牙齿等猎杀大型鱼类的特征,因此走上了一个奇特的进化方向,成为须鲸家族内部所谓的“问题少年”。用Fitzferald的话来说:“Janjucetus是鲸类发展进化的一个奇特的分支,像是现代须鲸的堂兄弟,而不是直系祖先。” -进化史 鲸是骆驼的后代?———鲸类陆地祖先之谜 科学家们认为,现代的鲸类起源于食肉的四足哺乳动物,这些鲸类的祖先有点儿像大型的狼,善于漫游和追踪猎物。直到距今5700万年前,即始新世之初,这些食肉动物面临严苛的食物来源,而由于恐龙已灭绝,海洋中的食物资源非常丰富,因此一些哺乳动物毅然跃入大海去开辟一个新世界,结果使它们的躯体经历了深刻的演变,最终成为现代鲸类的样子。(参看上图) 然而,在哺乳动物进化史上占据重要位置的鲸类是如何演变的、鲸类的祖先是谁等疑问,由于没有发现确定性的陆生化石证据,一直无法确切回答并存在着争论。根据牙齿和耳区的形态特征,古生物学家主张鲸类与中爪兽(第三纪早期的一类已经绝灭的、食肉的有蹄动物)最接近;但分子生物学家则相信鲸类属于偶蹄类(如羊、牛、猪、骆驼、鹿),并且是河马(偶蹄目中的一个科)的姐妹群。 2001年出土的一些新化石显示,其踝骨的形态类型是对奔跑的适应,这曾经被认为是偶蹄类特有的,但现在很清楚地出现在鲸类中。所以,形态学证据第一次显示偶蹄类是鲸类最接近的亲戚。这意味着偶蹄类和鲸类形成一个较大类群(即鲸-偶蹄类支系)的两个分支。这些研究人员将中爪兽排除在这个较大的类群外,并指出河马不是鲸类现生的姐妹群,鲸类最接近的化石亲戚可能是已知最早的偶蹄类,如古偶蹄兽(约5000万年前)。 几乎在同时,另一个研究小组在巴基斯坦的西南部发现了大约4700万年前的另一种动物骨骼化石,这些化石也提供了有力的形态学证据,证明鲸不是与中爪兽,而是与偶蹄类有亲缘关系,并且是偶蹄类的后代。

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