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鲸類與哪種動物親緣更接近

生活 更新时间:2024-11-16 14:16:58

出品:科普中國

制作:鄧锴

監制:中國科學院計算機網絡信息中心

海生哺乳動物,最著名的是鲸類,包括鲸和海豚,是海洋之中适應性最強的動物之一。海洋哺乳動物是哺乳類中适于海栖環境的特殊類群,通常被人們稱作為海獸。是海洋中胎生哺乳、肺呼吸、恒體溫、流線型且前肢特化為鳍狀的脊椎動物。海洋哺乳動物主要包括鲸目、鳍腳目和海牛目。我國現有各種海獸39種。都是從陸上返回海洋的,屬于次水生生物。屬遊泳生物。

它們體呈流線型、前肢特化為鳍狀、體溫恒定、胎生哺乳和進行肺呼吸的海洋脊椎動物。又稱海獸。它們都是由陸上返回海洋的,屬于次水生生物。一般包括鲸目、鳍腳目、海牛目的所有動物,以及食肉目的海獺和北極熊。鲸目動物(如鲸、海豚)和海牛目動物(如儒艮、海牛)終身栖息在海裡,為全水生生物;而鳍腳目動物(如海豹、海獅)需要到岸上進行交配、生殖和休息,食肉目的海獺和北極熊僅在海中捕食和交配,為半水生生物。生活在河流和湖泊中的白暨豚、江豚、貝加爾環斑海豹等,因其發展曆史同海洋相關,也被列為海洋哺乳動物。

同現生的海洋生物相比,在兩千萬年之前,海豚便已經達到了相當高的智力水平,這也許要歸功于海洋之中穩定的生活環境。海獺、海豹、海象和海牛并不能夠完全地适應海洋生活,它們已經具有了許多陸地生活的特征。海牛(如圖1),這個生物在佛羅裡達州的海域之中生活了達4,500萬年之久,現在卻是一個瀕危物種。

鲸類與哪種動物親緣更接近(鲸類祖先是四足哺乳動物)1

體型最小的鲸類似乎正受到北極冰冷的海水中低溫的威脅。它擁有哺乳動物普遍的新陳代謝供熱系統,一隻小體型的鲸似乎不能很容易地保持體溫。但是,盡管他們體型非常小,但它們卻維持着一個穩定的内部體溫,華氏98.7(約37攝氏度)度,和人類體溫一樣。和其他的擁有相同重量的哺乳動物相比,這些鲸類的基本新陳代謝速度是别的動物的三倍,這樣才使得它們能夠維持在這個體溫水平。這樣的一個直接結果便是,與同體形的陸生動物相比,它們必須消耗三倍以上的食物和氧氣才能夠維持這個新陳代謝水平。

鳍足類,這個詞的意思是“足狀的鳍”,是一類擁有四個鳍狀肢的海生哺乳動物,三種現生的種類包括海豹、海獅和海象。真正的海豹(如圖2)沒有耳朵,被認為是從鼬鼠類或者水獺類演化而來。作為對比,海獅和海象被認為是從熊類演化而來。這種雙重演化方式,稱為二源演化,使得本身不相似的鳍足類,因為共同面臨并适應了水生的生活環境而變得外形上相似,這叫“演化的趨同”。盡管如此,它們在鳍足上的相似性,表明在數百萬年之前,它們都從同一種陸生的哺乳動物演化而來。

一個世紀以來,動物學家們都在思考這麼一個問題,即演化過程是如何制造出像鲸這樣精巧獨特的生物的,這使得鲸成為了一個神秘的現象。衆所周知,鲸這種缺腿的怪獸,是從有蹄類哺乳動物演化而來的,有蹄類最有名的特征便是一套(四個)有蹄的腳。鲸在遊泳、潛水和覓食等生活方式上可以比得上甚至超過了魚類和鲨魚。在演化初期,它們也許經曆了一個類似于海豹的兩栖生活方式的階段。

而今天,它們最近的親戚類動物是偶蹄類,或者說是具有偶數個腳指頭的有蹄類哺乳動物,比如說牛、豬、鹿、駱駝、長頸鹿和河馬。盡管如此,是否應該将鲸歸入有蹄類哺乳動物,這仍然是個值得商榷的事情。基因的證據表明,鲸和河馬是近親。這兩個類群對水生生活環境都有相似的适應性,比如都有哺育其後代的能力和在水下進行通訊的能力。鲸和河馬的共同組向,有可能在5,500萬年前的一次大膽的冒險裡進入了水中,從此演化出了它的兩個後裔。一個研究小組在巴基斯坦的西南部發現了大約4700萬年前的另一種動物骨骼化石,這些化石也提供了有力的形态學證據,證明鲸不是與中爪獸,而是與偶蹄類有親緣關系,并且是偶蹄類的後代。

化石證據表明,現生的鲸類的祖先是四足的、食肉的哺乳動物,在5.7億年前,它們在陸地上行走,或者是在河裡或湖泊裡遊泳。最早的鲸類也許有四肢,不過它們的四肢在岸上行走時相當笨拙。盡管如此,它們巨大的腳和靈活的脊椎骨使得它們可以波浪形地扭動它們的身體,像現生的鲸一樣在水中遊泳。然而現生的鲸隻保留有腿骨的殘餘,并且缺乏踝骨。早期的鲸也許是生活在淡水裡面,後來才慢慢向海洋進軍。在生物的進化史上,從古代的陸上四足動物到現今的水中哺乳動物,一直缺少了一環。因此,學者們認為,古鲸化石恰恰填補了這一空缺。原來,古鲸生殖及哺育後代的活動都是在陸地上進行的,就如現在的海獅、海狗、海豹等動物一樣。但是,生物的進化往往受環境變化的影響,大約在5000萬年以前,由于水中的食物和掠食者的比例相對于陸地環境更易于古鲸生存,它們便開始進入靠近岸邊的淺海裡;大約在距今1000萬年時,古鲸的後代進化得與現代鲸非常相似,它們長着尾巴和短短的脖子,後足也退化為鳍狀的附屬物,習慣了在海中生活,從此它們就不再上岸來了。澳大利亞科學家發現了一種長有鋒利牙齒的看起來十分兇殘的遠古鲸魚化石,這些化石是在東南部維多利亞一個名叫JanJuc的小鎮附近發現的,因此科學家将它命名“Janjucetus”。上世紀末,一位在維多利亞海灘上沖浪的少年發現了這具化石,多年來它一直被當作普通化石放置在莫納什大學一位學者的辦公室裡,Fitzgerald教授得到樣本後經過三年的研究,最近公布了他的新發現。他推斷,這種鲸魚生活在2500萬年前,可能是現存須鲸的祖先。

鲸類與哪種動物親緣更接近(鲸類祖先是四足哺乳動物)2

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