鲸魚、海豚和鼠海豚等鲸類動物都屬于哺乳動物。鲸類動物的祖先曾經生活在陸地，後來又返回到海洋。現在有證據顯示，鲸類動物與河馬是近親關系，與反刍動物如牛和鹿也有親緣關系。

鲸類動物是陸地哺乳動物的後裔，這可以從鲸類動物的一些生理特征上看出：鳍骨與陸地哺乳動物的前肢很相似；脊椎做垂直上下運動，與陸生動物的奔跑動作類似；更重要的一點是，它們都呼吸空氣。許多古代和現代鲸類動物都帶有其祖先的許多進化痕迹，如退化的後腿，某些鲸類動物仍利用其盆骨生育後代等。鲸類動物與其他哺乳動物的聯系還可以通過基因證據加以證實。鲸類動物是陸地哺乳動物的後代，這已是毋庸置疑的了，但問題是，它們是何時從陸地進入水中的呢?

起源之謎

早在1693年，約翰·雷第一次指出，

“鲸魚是哺乳動物而非魚類”。1883年，亨利·弗勞爾進一步指出，“鲸魚擁有陸地哺乳動物的殘留特征”，“是陸生哺乳動物的後裔，而非現代陸地哺乳動物的祖先”。弗勞爾同時也是最先将鲸魚與有蹄類動物聯系起來的科學家之一。

有關鲸魚的祖先，科學家過去曾提出過各種假說。查爾斯·達爾文在1859年曾經提出：

“鲸類動物是熊的後代。”後因受到激烈批評，他撤回了自己的觀點。20世紀初期，愛伯哈德·弗拉斯和查爾斯·安德魯斯提出，“鲸類動物是一種已滅絕食肉動物——裂齒類動物的後代。”稍晚一些，W·D·馬太又提出，“鲸類動物可能起源于食蟲動物。”再後來，E·J·斯裡皮爾試圖将以上兩種觀點結合起來，他指出：“鲸類動物起源于由裂齒動物進化來的食蟲動物。”

鲸類動物與中爪獸

有關鲸魚進化的最流行觀點出現于上世紀90年代，首先是李·範·韋林，後來是弗·斯·薩雷。他們發現，鲸魚的牙齒特征與一種已滅絕的叫做“中爪獸”、

像長着蹄子的狼的食肉有蹄動物非常相似，兩種動物都長有獨特的三角形牙齒。除了牙齒相似之外，這種動物修長的口鼻部以及其他某些特征都與鲸魚相似。基于以上原因，科學家認定，鲸類動物起源于中爪獸的一個種類。然而，最近的分子種系發生學(主要研究分子形狀，尤其是RNA、DNA和蛋白質，以确定親緣關系等)研究表明，鲸類動物實際上與偶蹄動物尤其與河馬的血緣關系更近。

巴基斯坦古鲸的發現為分子學研究結果提供了證據支持。對巴基斯坦古鲸的骨骼結構的研究結果說明，鲸魚并非直接起源于中爪獸，而是起源于偶蹄動物的—個種類(偶蹄動物包括很多種類，如駱駝、牛、鹿、豬、羚羊、長頸鹿、河馬等)，這種動物在與中爪獸類動物分道揚镳後開始進入水中。換言之，原始鲸是一種早期的偶蹄動物，保留了其祖先中爪獸的許多特征(如三角形牙齒等)，而現代偶蹄動物已經失去了這些特征。有證據顯示，所有有蹄哺乳動物的最早的祖先至少在一定程度上食肉或食腐。今天的偶蹄動物和奇蹄動物經過進化，已轉變成食植動物。作為一種海洋溫血動物，鲸類動物需要更高的熱量才能在水中生存，它們因此保留了其遠祖中爪獸類動物的食肉特性。中爪獸類動物之所以被淘汰，是因為它們面臨後起食肉目動物的激烈競争。它們已變成高度特化的食肉動物，而當時可食用的大型獵物仍然很少，因此，它們的适應性進化在面對新崛起的食肉動物時就變成了一種劣勢。

鲸魚與河馬

1985年，美國古生物學家文森特·桑裡奇通過比較血液蛋白質的相似性後發現，鲸類動物與河馬科動物存在親緣關系。1997年，科學家根據形态學證據和大約20個DNA樣品的研究結果，證明鲸類動物和偶蹄目動物可以組成一個叫做“鲸-偶蹄類的總目”。2005年，河馬科動物與鲸類動物之間的親緣關系得到了分子學研究的證實，為“鲸－偶蹄類動物”假說提供了證據支持。

分析證實，河馬與鲸魚擁有—個栖居于水中的共同祖先，生活在5000萬～6000萬年前。這種古老動物中的—個種群最終進入海洋，成為鲸類動物，而另—個種群進化成一種叫做碳獸的似豬動物，河馬是其唯一的後代。

早期鲸類動物的進化證據

巴基斯坦古鲸：

生活于5500萬，4900萬年前始新世早期。2001年，考古人員在巴基斯坦發現了一具鲸類動物顱骨化石，通過分析其形态特征，科學家認為它屬于古代鲸類動物，尤其是其内耳骨結構與鲸類動物非常相似。現代鲸類動物和鲸類動物化石的耳朵都呈現這種結構特點，而且這種結構特點隻有鲸類動物才具有，其他動物沒有。

巴基斯坦古鲸看上去非常像長着蹄子的犬科動物，尾巴又粗又長。最初，科學家認為巴基斯坦古鲸的耳朵是為适應水下生活而發生的一種适應性進化。然而，結合這種動物的其他生理特征，科學家發現，這樣的耳朵實際上更适合于陸地生活。如果說巴基斯坦古鲸是鲸類動物的祖先，那麼鲸魚的水下聽覺系統一定是後來進化出來的。除此之外，巴基斯坦古鲸的牙齒也與後來出土的鲸魚化石牙齒非常相似，呈鋸齒狀三角形，很像鲨魚的牙齒，而鲨魚牙齒與現代鲸魚的牙齒非常相像。

印鏖霍斯：

生活于4900萬年前。印度霍斯的發現完全是一個偶然事件：在最早發現這個物種的顱骨化石的人去世後，他的妻子将化石送給了斯威森。有一天，斯威森的一位技術助手在無意間弄壞了這具顱骨化石，結果顯露出具有鲸魚特征的内耳結構。印度霍斯隻有貓那麼大，屬于食草動物，外形類似鹿。與巴基斯坦古鲸一樣，印度霍斯也擁有與鲸類動物一樣的内耳結構，以及又粗又長的尾巴。但是，與巴基斯坦古鲸相比，印度霍斯的骨骼更加粗厚，非常适合于水中行走。此外，其牙齒中的氧同位素含量與水生動物相同。這些都說明，印度霍斯更适于水中生活。

印度霍斯實際上并非現代鲸類動物的直接祖先，它隻是從鲸類動物進化線上分化出來的一種動物，具有鲸類動物的某些特點，如内耳和粗骨骼。科學家認為，印度霍斯的進化過程與單孔類哺乳動物有相似之處，單孔類哺乳動物是目前仍保留早期哺乳動物原始形态的一種動物。與其他哺乳動物—樣，單孔類哺乳動物也生有毛發，但是缺乏胎盤，卵生。單孔類動物與其他哺乳動物擁有同一祖先，但在哺乳動物進化出胎盤之前，就與其他哺乳動物在進化之路上分道揚镳了。印度霍斯的進化也屬于這種情況。

走鲸：

生活于4800萬年前。走鲸是一種兩栖哺乳動物，栖居于古地中海沿岸的三角洲地帶，經常出沒于微成的溫暖河流裡。走鲸體長約3米，沒有耳廓，其捕獵行為可能非常像鳄魚，尤其擅長于水下伏擊。走鲸的骨骼結構說明，它們無論在陸地還是在水中，行動都不是很敏捷，因此隻能靠伏擊來獵取食物。

與巴基斯坦古鲸和印度霍斯一樣，走鲸也擁有鲸類動物的内耳結構，是鲸魚的—個過渡類型。與巴基斯坦古鲸相比，走鲸已進化得更适合水中環境。走鲸的聽覺系統已完全适應水下環境，其鼻子結構已進化得使其能 在水下吞咽食物。走鲸科有三個屬，但目前隻發現了其中兩個屬的颌骨碎片。走鲸在水中遊泳時其身體與鲸類動物一樣上下擺動，而不像鳄魚或魚那樣左右擺動。

羅德候鲸：

生活于4600萬年前始新世中期。羅德侯鲸是原鲸科裡的—個屬。古生物學家吉格裡奇通過研究羅德侯鲸屬動物，第一次證明鲸類動物與偶蹄動物存在親緣關系：羅德侯鲸的踝骨呈“雙軸”結構，這種結構特點隻有偶蹄動物和鲸類動物具有，而其他哺乳動物的踝骨都是“單軸”結構。

羅德侯鲸擁有發達的水下聽覺，但仍不能像鲸類動物那樣通過尾巴遊泳。尚不清楚羅德侯鲸是否生有鲸魚那樣的尾葉，但它們能用四肢劃水，而将強勁有力的粗大尾巴當作方向舵使用。有科學家猜測，羅德候鲸像海獺那樣采用遊一滑方式遊泳，而吉格裡奇認為，羅德侯鲸的肢體比例使得它們更可能采用俄羅斯麝香鼠快速劃動的遊水方式。

羅德侯鲸體長約10米，除了具有以上特點之外，其脊椎具有明顯的過渡特征。一段叫做骶骨的脊椎骨與骨盆直接相連，使其能在陸地上活動(具有早期陸地動物的特征)。其他脊椎骨則變短，使得這種動物的前半身變得更加僵硬，利于水中活動。與此同時，其四肢也變短，身體呈現流線型。這些特征具有鲸類動物的特點。羅德侯鲸既具有陸地哺乳動物祖先的特點，也擁有鲸類動物的特征。

巴氏龍：

生活于4000萬～3400萬年前始新世晚期。巴氏龍屬于鲸類動物，1840年第一次被發現，曾被錯誤地歸類為海洋爬行動物，但很快被理查德·歐文重新劃人哺乳動物，不過保留了其爬行動物的名字。與其他早期鲸類動物不同，巴氏龍不是兩栖動物，它已進化成地地道道的海洋動物，其後腿已退化為殘肢，交配時用來抓抱配偶。

與其祖先相比，巴氏龍身體進化得更加修長，體長達到現代鲸魚的長度，有18米長，不太發達的肌肉組織說明它們不适合深潛。巴氏龍雖然看上去非常像現代鲸魚，但它們沒有形成瓜型額頭，而瓜型額頭是現代鲸類動物進行回聲定位的必備條件。巴氏龍腦容量不大，說明它們是一種獨居動物，沒有形成複雜的社會結構，這—點與現代鲸魚有較大差别。

鲨齒鲸：

生活于3300萬～1400萬年前，是一種早期齒鲸類動物。齒鲸能通過發出一連串喀哒聲進行回聲定位，聲脈沖通過其瓜型前額發出，碰到物體反射回來，再通過下颚接收信号。鲨齒鲸的顱骨結構顯示它們擁有回聲定位能力。鲨齒鲸的外貌特征與現代齒鲸很相似：顱骨扁平，吻突變短，這些都是現代齒鲸所具有的典型特征。

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