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鲸鱼虽然拥有类似鱼类的体型,但其身体结构与鱼类并不相容。 鲸鱼的心脏有心房和心室,用肺呼吸。 鲸鱼是温血动物,能产下活婴儿。 雌性有乳腺,用乳汁喂养幼崽。 这更像是人类的特征,而不是鱼的特征。 是的,鲸鱼完全是哺乳动物。 科学家通过DNA测序确定,最接近鲸鱼的物种实际上是河马! 追溯到五千万年前,鲸鱼实际上是生活在陆地上的类似狼的爬行动物。 那么,鲸鱼是如何一步步走向海洋,并成为今天的庞然大物的呢? 下面将带您进一步走进鲸鱼的进化史,领略这段五千万年神奇的进化史。
迷人的须鲸
蓝鲸是世界上最大的生物
英国自然历史博物馆的蓝鲸霍普标本
重新定义鲸鱼
首先,我们带大家重新认识一下真正的鲸鱼。
鲸鱼()属于鲸类海洋哺乳动物。 他们用肺呼吸,鼻孔位于头顶。 它们是温血动物。 它们的体温可以维持在37°C。 他们的心脏每分钟仅跳动 10 次。 它们厚厚的脂肪层可以用来保暖。 眼睛已经退化,视力很差,但是耳朵却很灵敏,可以探测到超声波。 有些鲸鱼依靠回声定位。 现代鲸鱼可分为须鲸和齿鲸。 须鲸约有15种,包括蓝鲸、灰鲸和座头鲸。 虽然体型巨大,但它们只以滤食性磷虾和小鱼为生。 齿鲸约有75种,包括虎鲸和海豚等小型鲸鱼,以及抹香鲸等大型鲸鱼。 除了体型不同之外,须鲸和齿鲸的鼻孔也不同。 须鲸的头顶有双气孔,而齿鲸的鼻孔则进化成单孔,可以控制吸入的空气量,达到潜入深海的目的。 大多数鲸鱼生活在浅水中,但也有少数生活在淡水中。
鲸鱼种类列表
我们可以从分类学中看到线索。 鲸鱼属于动物界 - 脊索动物门 - 哺乳纲 - 偶蹄目 - 鲸鱼亚目和河马 - 鲸目下目。 我们可以看到,鲸鱼属于哺乳动物中的偶蹄目,两者都属于偶蹄目。 偶蹄类猪和牛一脸困惑地看着自己的蹄子,没想到自己距离这个海洋中的巨型生物如此之近。 而鲸河马亚目下的河马无法弄清楚,鲸鱼唯一的近亲就是河马本身。 当然,这一发现最初震惊了整个生物界。 然而,最新的DNA测序确实也表明鲸鱼和河马是姐妹群体。 经过复杂的生物进化计算,生物学家将鲸鱼重新分类为偶蹄目,并将其降级为鲸目。 与此同时,随着大量化石证据的发现,鲸鱼的生命秘密也逐渐为人所知。 下面我就带大家详细了解一下鲸鱼的进化过程。
偶蹄目亚目之间的进化关系
回到水里
大家都知道,生物最初是逐渐从海洋迁移到陆地的。 生物进化往往是不可逆转的。 两栖动物在泥盆纪时期从鱼鳍进化到脚趾,导致脊椎动物占领了这片大陆。 但大自然总是变幻莫测,爬行动物又回到了水中。 这样的事件甚至还发生过两次。 第一次是在三叠纪时期。 由于环境原因,一些海洋爬行动物鱼龙等动物重新回归水中,但在白垩纪时期仍然灭绝。 在始新世,这种回归水的现象再次发生。
1978年,密歇根大学古生物学家菲利普·金格里奇( )在巴基斯坦喜马拉雅山麓发现了约5000万年前的古生物头骨化石,但无法确定物种。 不久之后,即1983年,这种动物的全身化石被发现。 通过详细的模型重建,他们发现这种动物的中耳处有一块突出的耳骨,但这种骨头目前仅存在一种。 动物都有,那就是海洋里的鲸鱼。 这一重要信息立即被金格里奇敏锐地捕捉到鲸鱼是不是鱼,他宣布找到了鲸鱼的祖先,解开了鲸鱼独特身体结构的秘密。 这个新物种被命名为巴基鲸。
巴基鲸,又名巴基斯坦鲸,是一种已灭绝的兽类哺乳动物,生活在52至4800万年前。 它长1到2米。 它具有典型的哺乳动物脚踝和类似于鲸类动物的头骨。 体形与狼、狐相似。 巴基斯坦蜥蜴的嘴里有锋利的牙齿,表明它是一种肉食动物。 它的牙齿形状与现代鲸鱼的牙齿形状相似。 现代鲸鱼的耳朵结构已经退化,但它们对水流波动更加敏感,能够敏锐地感受到环境的变化。 巴基鲸的耳骨也开始具有类似的结构。
巴基鲸复原图和化石
印多霍人(),又称印多霍人,生活在50至4800万年前。 它是继之后又发现的一种中间进化生物。 它的身体类似于浣熊,具有初步的游泳能力。 印多霍人的生存方式可能与现代水麝相似。 受到攻击时,它会在水中潜伏4至5分钟,也会在水中伏击猎物。
印多霍兽恢复图
随后,压倒性的研究进展相继发表。 1994 年,金格里奇的学生在巴基斯坦发现了 4900 万年前的新化石。 这块化石的结构很奇怪。 它不仅具有哺乳动物在陆地上爬行的特征,而且还具有在水下游泳的能力。 这种动物的尾巴比巴基鲸的尾巴更宽更平坦,后腿骨缩短并向后和向上倾斜,身体呈流线型,适合游泳。 因此,古生物学家认为,这是哺乳动物从陆生向水生进化的过渡类型。 在短短一百万年的时间里,鲸目动物就发生了如此明显的结构变化。 这个新物种被称为游动鲸。
陆行鲸生活在大约 5350 至 41.7 亿年前。 它长约3米。 它有与鲸鱼相似的胸腔、强壮的后腿、可能有蹼的脚和更宽的尾巴。 陆游鲸鱼生活在沿海浅沼泽环境中,捕猎时进入水中。 它还包括步行鲸、甘达克鲸和喜马拉雅鲸。
陆游鲸鱼恢复图
安菲鲸和巴基鲸的骨骼比较
雷明顿鲸()生活在49至4300万年前,是一个过渡物种。 它的鼻孔也位于口鼻部的前部,头部变长,眼窝变小,上颚抬起,下颌未完全愈合。 与陆游鲸相比,雷明顿鲸的身体和鼻子更长,四肢更短。 它还可以在陆地上行驶并进入水中。 其分布范围已扩大到埃及,说明其分布范围十分深远。
雷明顿鲸修复图片和头骨化石
为什么鲸鱼的祖先首先选择进入水中? 这仍然是一个正在进行的研究主题。 主流观点认为,白垩纪大灭绝之后,新生代哺乳动物在陆地上占据主导地位,捕食关系演化到与现代生态系统类似。 由于早期环境炎热干旱,水资源成为生存的关键,生物常常在沼泽、湖泊等地方安营扎寨。 这个时候,像鳄鱼一样潜伏在水下埋伏就成了捕捉食物的好方法。 有些猛兽进入了水中,逐渐适应了水中的生活,进化成了后来的海洋霸主。
征服海洋
4700万年前罗德霍鲸的发现,使鲸鱼的进化又向前迈进了一步。 2001年,该物种也在巴基斯坦地层中被发现。 对罗德鲸形态结构的分析表明,鲸鱼已经从淡水迁移到海洋,能够适应海水,分布范围更加广泛。
红藻 () 生活在 4700 万年前,属于原鲸科 ()。 它的头骨变得更大,颈椎开始收缩和缩短,它的耳骨变得与鲸鱼的非常相似,但它的游动方式不同。 红藻一定是半水生动物。 它的后肢大且有蹼,用于在水中推进,尾巴粗,可用作舵。 这些骨骼特征的变化都是为了更好地适应水下生活,像水獭一样游泳。 牙齿结构和成分证明它适应海水,可以在海洋中长期生活。
罗多鲸复原图和头骨化石
由于鲸鱼可以远渡重洋,它们的分布范围开始迅速扩大,到4200万年前,它们的分布范围与今天相当。 2011年在秘鲁发现的化石证明了这一事实。 在第一批鲸鱼祖先进入水中后不到一千万年,鲸鱼就已经分布在世界各地。 随后,鲸鱼的发现正式揭示了鲸鱼的进化史。 龙王鲸已被证明只生活在海洋中,并且仍然保留有脚趾的四肢。
4200万年前,鲸鱼出现在秘鲁,以捕食大型鱼类为生
龙王鲸()生活在45至3390万年前,是始新世最大的海洋生物之一,体长18米。 它分为鲸鱼亚科( )和矛齿鲸亚科( )。 龙王鲸的尾巴上有一个鳍状器官,可以帮助它快速游泳。 它也有三指后肢,但它们太弱了,无法支撑身体,所以龙王鲸在海洋中完全存活下来。
龙王鲸化石及修复图片
但龙王鲸并没有继续进化。 由于其细长的身体无法适应深海的压力,再加上环境的变化,逐渐灭绝了。 然而,小型鲸类凭借强壮的肌肉和短小流线型的身体,能够躲避新近纪海洋霸主巨齿鲨的攻击,在寒冷的北极和南极生存,并不断进化,形成现代动物。 鲸鱼有两种,须鲸和齿鲸。
须鲸躲避巨齿鲨的追击
第一批须鲸可能没有鲸须(鳞片是由现代须鲸的牙齿演化而来,用于过滤食物),而齿鲸还没有“瓜器官”(现代齿鲸大脑中的器官)用于回声定位的鲸鱼)。 在数百万年的时间里,完全融入海洋的鲸目动物迅速进化成多种物种,导致鲸鱼物种迅速多样化,并持续至今。 直到后来,海豚等齿鲸进化出了用于回声定位的声纳系统和导航功能,蓝鲸等须鲸也可以利用鲸须滤食海洋浮游动物。 它们还进化出了控制大脑和心脏血液流动的功能,使得它们只需定期到水面换气就可以在深水中呆很长时间。
须鲸使用鲸须进行滤食
用于齿鲸回声定位的瓜器官
随着鲸鱼的生活方式变得更加水生,它们的鼻孔也越来越靠后。
鲸鱼进化史概述
现代鲸鱼的体型增大
现代巨型鲸鱼在 450 万年前才开始出现。 目前的主流观点认为,部分鲸鱼之所以开始体型变大,是由于上新世气候寒冷,季节跨度宽,导致春夏季节解冻后营养物质在海岸积累,吸引了大量鲸鱼前来捕鲸。浮游动物的数量,它们通过洋流被推向海岸。 沿着海岸聚集。 大量浮游生物的积累降低了鲸鱼进食的难度,因此依靠滤食的须鲸可以快速补充营养。 鲸鱼吃得越多,它们在海洋中航行的时间就越长,竞争力也就越强。 此外,它们的大体型使它们不太可能被掠食者觊觎。 经过长时间的选择,鲸鱼变得越来越大(主要是须鲸)。 ,最终形成了现代世界上最大的动物。 相比之下,齿鲸体型略小,但定位能力出色,更擅长游泳和狩猎。
须鲸变得巨大的时期恰逢北半球开始越来越多地被冰川覆盖的时期
须鲸用它们的大嘴过滤磷虾和鱼类的食物
须鲸物种之间的系统发育关系
齿鲸物种之间的系统发育关系
逆戟鲸
鲸鱼作为进化程度最高的哺乳动物,不仅进化出了可以回声定位的器官,而且还拥有极高的智力。 海豚的大脑发育水平甚至可以达到20%以上,成年海豚的智商相当于6至7岁的儿童。 海豚、白鲸等能够解决复杂的问题,并尝试与人类交流,因此深受人类喜爱。
海豚
白鲸
鲸鱼依靠独特的语言在海洋中进行交流。 深海中低频的鲸叫声给大海增添了深度和空灵。 解决鲸鱼语言的谜题已经成为许多人的爱好。 这条名叫爱丽丝的鲸鱼,被称为“最孤独的鲸鱼”,也曾让无数人感叹。 知道故事的朋友可以在评论区告诉大家。 播放下方鲸鱼空灵的声音,一起感受深海的魅力。 (害怕深海的人要慎重)
新研究表明鲸鱼在“碳中和”方面发挥着重要作用。 一头鲸鱼可以携带19万至190万吨碳,鲸鱼死亡后,可以将这些碳携带到海底,从而减少空气中的碳含量。 沉入海底的鲸鱼也会在海底建立一个庞大的分解者生态系统,可以持续一百多年。 这被称为“鲸鱼坠落”。 一次“鲸落”可以维持数以万计的生命形式的生存。 鲸鱼瀑布、海底热液、冷泉一起被誉为深海生命的“绿洲”。 然而,这些可爱的生物却遭到迫害。 由于鲸脂和鲸须等宝贵资源,20世纪开始的捕鲸活动使鲸鱼尸体暴露在海面上。 大量温室气体排放到空气中,海洋生态也间接受到影响。 尽管国际命令禁止捕鲸,但日本、冰岛、挪威、俄罗斯等国仍然大量捕杀鲸鱼。 生态保护和濒危动物保护的国际化仍然需要大家的共同努力!
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