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一种小型偶蹄动物,当然经过几千万年的演变,陆地现存动物已经无法和鲸搭上多少亲戚关系了。
4800万年前,一只小型偶蹄动物为躲避掠食者,当然也有可能发现水里食物资源非常丰富,于是潜入水中,本领一代比一代强,体形也随着发生变化。
在弱肉强食的自然界,这一幕场景稀松平常,唯一不同寻常之处隐藏在它的耳朵里——中耳区的包膜,耳骨结构一侧比另一侧厚,这是鲸类动物不同于所有其他脊椎动物的典型特征。4800万年后的今天,这种名叫“印多霍斯”(Indohyus)的动物化石在印度克什米尔地区出土,美国学者凭借中耳鼓泡这一证据,推断现代鲸类可能由它进化而来。它们拥有与小鹿差不多的个头,令人很难将鲸类的庞大身躯与它们联系起来,但这反过来也证明它们在几千万年前被迫开始的水下生活相当成功。“从动物外表特征来看,它一点不像鲸。但从解剖特征来看,它太像鲸了。”负责分析这一化石的美国东北俄亥俄大学医学院解剖学教授汉斯·塞威森说:“最早的鲸长得一点不像现在的鲸,倒像猪和狗,介于二者之间。4000万年前,它们失去了腿,但仍在陆地上行走。”新发现的这种生物体形与狐狸相仿,从头到尾长不到1米,头部看起来更像一只大老鼠,全身长着细密的短毛;它们有四条腿,与鹿一样都是偶蹄。科学家们在同一地点发现了不下于50具骨骼化石,这说明这种生物可能是群居的。所有这些特征都符合人们对最初鲸类的猜想,从而推翻了鲸可能与河马是近亲的假说。
第一个哺乳动物3.65亿年前从海里爬上陆地。6500万年前,恐龙灭绝,哺乳动物开始进入兴盛期。5000万年前左右,这个类似小鹿的动物又重新从陆地返回海洋,腿慢慢地进化为鳍状肢,鼻子进化成喷水孔。此间,它们开始也许只是想暂时在水下避难,但很快喜欢上海底的世界:食物更充分,天敌更少。这一点,是从它们的牙齿推断出来的,它们牙齿里所含碳13同位素水平要比以水下食物为生的始新世鲸的高得多。说明在下水后很长一段时间内,它们还在习惯吃陆地植物。当然,它们也不会想到,几十万年前,等它们进化成个头庞大的海中之王后,天敌也出现了,那就是人类。
蓝鲸的进化规律
逆向进化一词有误导,用演化更为贴切。演化是摸着石头过河,在迈步的那一刻,没有人知道未来会怎样,自己走的方向对不对。蓝鲸祖先在5000万年前从陆地跳进海洋,同时期的其他陆地动物依然奔跑驰骋在陆地上,它们演化的步履都是适应当下的变化,没有优劣之分。5000万年前的道路有千万条,直到现在我们才看到哪些道路是死路,哪条道路是通途。从陆地到海洋,不能说是“逆向进化”,因为演化没有预定的方向。自然的演化,我们能做的只是事后总结回顾,没有能力去预测指导未来。
生活中陆地上的蓝鲸祖先--陆行鲸
5000万年前,在恐龙刚刚灭绝的久远年代,鲸鱼的祖先和河马的祖先是同一个。那时候,古鲸鱼还生活在陆地上,属于偶蹄类动物,我们管它叫做陆行鲸。
陆行鲸身披毛发,长着细长的四肢和锋利的牙齿,捕猎吃肉。陆行鲸跑得慢,耐力不够,不能长途奔走,它只能依靠伏击捕猎。陆行鲸的个头大小跟金毛、哈士奇差不多,在陆地哺乳动物中间,其貌不扬。陆行鲸最大的特点是有一口利齿,它的每一颗牙齿都能咬碎骨头,总咬合力超过了包括鬣狗在内的其他哺乳动物。
陆行鲸生活的森林边缘有片浅海,某天它为了躲避大型猛兽的追杀,逃进了海洋。刚下水的陆行鲸跟其他四条腿的动物一样,四肢扑腾,狗刨式划水前行。
下图是挖掘出来的陆行鲸骨骼。
从陆地到海洋的演变--游走鲸
陆地上跑不快的陆行鲸,下水后游得也慢,它细长的四肢和小小的脚巴掌并不适合划水。不过陆行鲸缓慢的游泳速度没有拖累它在水里的捕食活动。跟在陆地上一样,陆行鲸不去追捕鱼虾,它潜伏在浅海,等待鱼虾主动游过来。陆行鲸的伏击捕猎足以让它果腹,海洋里的食物比陆地上更加丰盛,更重要的是在海洋里陆行鲸没有天敌。
初下海的陆行鲸白天在海洋里捕猎,夜晚回到陆地睡觉。
后来游泳和捉鱼本领更加娴熟的陆行鲸呆在水里的时间也逐渐变长,水陆两栖的陆行鲸换了个新名字,叫做游走鲸。
游走鲸的身体结构在海洋里逐渐变化。为了划水方便,游走鲸细长的四肢开始缩短,小脚掌变大了,趾间长出了薄薄的脚蹼。
为了换气方便,游走鲸的鼻孔从鼻子的尖端开始往上移动,从眼睛前面移到了眼睛后面,一直移到脑门的最高处。现在游走鲸不用抬起头来吸气,只要浮上水面上就能水平换气,换气效率的提高让没有鱼鳃的游走鲸在水里也能自由生活。
为了推进击水,游走鲸的尾巴变得又粗又长,另外它还学会了蝶泳,通过上下摆动腰背部来推动身体前进。蝶泳比狗刨式泳姿要快上很多,游走鲸越来越适应海洋生活。
转换了身体形状的游走鲸属于古鲸的一个过渡形态,体现了古鲸从陆地走回海洋的变化。
下图是挖掘出来的游走鲸骨骼。
古鲸鱼花了1000万年的时间,完成了从陆地到海洋的转变,它再也没法回到陆地上了。
进入海洋后越长越大,终成巨兽--蓝鲸
进入海洋的哺乳动物,个头会快速增长,因为大个的体型有助于维持体温。在海水中,动物身体热量的挥发要比在空气中快,下海以后的鲸鱼长了个头,并且增加了更多的脂肪来抵抗低温海水。
蓝鲸长成海洋巨兽的最重要原因是:充裕的食物。
下到海洋的鲸鱼分支发展,分为齿鲸和须鲸两类。
有牙齿的齿鲸比如海豚和虎鲸,个头都不算大。齿鲸的主要食物是乌贼和鱼类,齿鲸追逐捕猎时会消耗它们体内的一部分能量,导致它们没法用全部的能量来长个头。
没有牙齿的须鲸,比如蓝鲸和座头鲸,它们的食物是磷虾和其他小鱼小虾。须鲸不用追捕猎物,只要张开像口袋一样的大嘴把磷虾兜进嘴里就行。决定须鲸个头大小的因素不是捕猎水平的高低,而是食物的数量。
一直生活在海洋的鱼类,遵守着“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”的食物链层次。新进海洋的蓝鲸打破了食物链等级,不去吃大个的鱼类,而是跳过了好几级,直接抢占数量最大的底层食物--虾米。
蓝鲸吃磷虾,是它在演化路上的不走寻常路。只要维持平衡的生态循环,海洋里的磷虾数量足够供应给蓝鲸消耗。
不愁吃喝的蓝鲸在海洋里无限发展,终成巨兽。
蓝鲸的演化之路
5000万年来,从陆地到海洋,蓝鲸的演化之路并不是阻力最小的一条路。
回顾蓝鲸历史,因为知道了最终结果,我们替蓝鲸画出了一条演化路径。不过画演化之路时,我们是从迷宫出口开始逆向反推,从出口到入口,只有唯一的一条路,沿着路直接走就到起点了,不用做选择。
但是演化的发展路程不像逆推那么简单,演化没有预知的目光,它看到不到未来。演化从迷宫的入口出发,在每一个转弯处都很多可供选择的路口。生物的演化走了每一条道路,只是千万条道路中,并不是每一条都能走到出口。很多道路走着走着就走到头了,最后能走通的那条路只能用“运气”来描述。
在演化的路上,演化只是摸着石头过河,每一条路都走上一走,它没法自主选择,它不知道哪条路走不通,或者哪条路能走通。
回到陆行鲸的始新世时期,海岸边有一个队列,排列着其貌不扬的陆行鲸,和其他四条腿的走兽,你没有办法猜出谁是5000万年后的赢家。
在蓝鲸的演化路程中,每一个时期的古鲸鱼和其他生命一样适应着它当时的生活环境。无论是陆地还是海洋,鲸鱼跟周围的伙伴相比,并没有突出的优势。只是最后蓝鲸走通了演化之路。
演化没有预知的目光,它看到不到未来。演化道路千万条,通畅的路途只占少数,而上路时谁也不知道结果,只能把结局留给后人总结。
最初的陆生动物是3亿6千万年以前从海洋来到陆地的它们是今日栖息在地球陆地上四足动物的祖先。大约6000万年以前,它们之中有一类又返归了海洋,这就是鲸的祖先。
直到不久前这还是古生物学家们基于达尔文物种进化思想的推测。在古生物学的整个历史中尚不曾发掘出一具骨架能够证实这种陆生动物转变为海洋主宰的假说,即能够证实在由陆地重返海洋的进化过程中,鲸如何经受了失去四肢、肱骨、后肢带等身体骨骼与器官的巨大变化而具有几乎是尽善尽美地适应泽国生活能力的生物的。所以,科学家们只能推测可能是一种四足动物在过去的某个时候变成了鲸的始祖。研究鲸的系谱的人遗漏了没有被发掘物证实的其余的进化环节。其实,这类动物中有一支仍旧留在了陆地上,面另一支在鳞甲类动物灭绝后占据了出现空白的潟湖。
1993年在巴基斯坦进行发掘工作的古生物学家们意外地发现了一具5200万年前死亡的四足动物的骨架,它清楚地显示了该四足动物进化为海洋动物的最初阶段。这种动物叫做会游泳的爬行鲸。
发掘出的鲸的祖先,体形有如海狮大小,重约300公斤在现在鲸鱼的隐没在肌肉组织里的退化了的小骨生长之处正是爬行鲸的前后肢所在。与现代鲸不同的是,鲸的远祖前肢短,后肢较长而粗壮。这使它能像现代海狮那样爬上海岸,在水中也可以灵活地利用后肢参与整个身躯的波浪式运动。远祖鲸的尾巴相当长,尽管它没有现代鲸的尾鳍但仍不失为一把游泳好手。据推测,它能成功地在浅水区捕猎鱼类。
1994年初,还是在巴基斯坦,又发现—具动物的尸骨这一发现更加完善了鲸的“家谱”此次发现的是4600~4700万年以前存在于地球上的动物的骨骼。从发掘出的骨架看,这种3米长动物它已具备了一系列与爬行鲸不同的特征。它无须再像它的先辈那样爬上陆地了。骨架是在沉积岩中发现的。地质学家指出,这种沉积岩形成于很深的海底,这一事实很能说明鲸的更近代的祖先已经非常适应本属于鱼类的无垠的海洋空间了。
在巴基斯坦找到的骨骼轰动一时,它使达尔文主义者异常高兴:即使是作为某一类海洋动物的特例,这位伟大的英国人的理论也获得了胜利。骨架在科学的面前揭示了一种动物的后肢变化的典型渐进过程。不是灾难性的事件而是在物种演化突变的影响下的普普通通的变化以及自然条件的改变所进行的选择。使鲸最终失去了它的后肢。假如鲸的祖先在其海洋生活的初期还长有脚掌的话,那么,正如发掘出的骨骼所显示的,在距今3000万年的时候,它们的脚掌已经不复存在了。
当然。无论是会游泳的爬行鲸或者是其他的某种爬行类,它们与现代鲸并不是一条链中的几个环节。鲸的进化包括许多分支,但其进化过程大体如此。
学者们试图解释,被称为“会游泳的爬行鲸”类四足动物为什么决定舍弃陆地又迁人海洋呢?说法之一认为,当时正值地球上大量的巨型鳞甲类动物灭绝之时,主宰近岸水域的雷龙的灭绝使这一广阔水域出现了空白,这里又有丰足的食物,也许就是这种原因使爬行鲸重返海洋的。
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