鯨是怎麼演化來的?

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圖:重現鯨類從其陸生偶蹄類祖先(如河馬、豬)以來的演化歷程: (A) 生活在始新世的raoellid,有可能是鯨類的姐妹群,它們是陸生的,但是顯示出了一些半水生的證據。(B) 兩棲生活的遊走鯨。(C) 中始新世的原鯨屬羅德侯鯨具有偶蹄動物式樣的踝骨,但同時已經有了很多鯨類特徵。(D)硬齒鯨,來自中始新世到晚始新世,儘管其無實際功能的骨盆和後肢仍然較大,但除此之外已經擁有了大部分現代鯨類特徵。(E)現代齒鯨類,鼠海豚 Phocoena phocoena。其 特 殊 的顱骨形狀說明它的鼻孔十分靠後,位於頭頂,成為一個噴水孔。(A來自Thewissenetal.2007; B來自Gingerich 2003 和de Muizon 2001;E 由NancyHaver繪製)

鯨與海豚,傳統上被歸入鯨目,是由其陸生祖先進化而來的。根據分子系統發生分析,它們在現生哺乳動物中最近的親緣類群是河馬(Gatesyetal.1999)。因此,鯨類應當與駱駝、豬和諸如牛以及羚羊等反芻動物一樣歸人偶蹄目,即偶蹄類哺乳動物。現在它們被統稱為鯨偶蹄目。

與基部(原始) 哺乳動物相比,現生鯨類發生了巨大的變化,這是因為它們適應了水生生活。鯨類都具有形狀獨特的鼓骨包圍耳,這是它們適應水下聽音的眾多變化之一; 都有非常靠後的開孔於頭骨頂部鼻孔; 肘關節、腕關節和手指關節均被封閉在漿狀鰭肢中,無法靈活轉動; 骨盆發育不完全(有時與下肢的殘跡融合),與脊柱分離; 缺少陸生哺乳動物中普遍存在的特化融合的骶椎。齒鯨類的下顎有巨大的洞(孔)容納脂肪墊,用以傳遞聲音。

Philip Gingerich、J.G.M.Thewissen 及其同事發現了許多來自始新世的化石,主要來自巴基斯坦,這些化石記錄了鯨類從50 Mya 到30 Mya 之間進化歷程中的許多細節,包括一系列適應水中的運動(上圖) 以及水下聽覺的特徵(Gingerichet al.2001; Thewissen and Williams 2002; Nummela et al.2004 )。

目前所知與鯨類親緣關係最近的是生活在始新世的一種名為Raoellidae 的小型偶蹄類動物,它擁 有與鯨類一樣的獨特鼓骨以及牙齒的特徵,這些特徵顯示它像河馬一樣是半水生的(上圖A)。已知最早出現的鯨類動物,巴基鯨(Palkcetus,生存於53-48 Mya ), 是一種陸生或半水生的動物,具有鯨類獨特的鼓骨類型。稍晚出現的遊走鯨(Ambulocetus,48--47 Mya; 上圖B) 適應沿海淺水區的生存環境。它的後腿短但是腳很大,五趾分離,趾端具短蹄。其下頜孔比巴基鯨的大,其尺寸呈穩定增長趨勢。遊走鯨是一種擁有長領和齒尖減少的牙齒的捕食者。在原鯨科(如羅德侯鯨屬,49--39 Mya; 上圖C )中,骶椎間融合減弱,牙齒類型變得更加簡單,同時鼻孔更加遠離吻端。原鯨科具有偶蹄動物式樣的踝骨同時趾端具短蹄,但是部分水生原鯨類的骨盆和後肢太過脆弱,不足以在陸地上支撐它們的體重。增大的下領孔顯示聲音經由下顎的脂肪墊傳人耳。生活在35 Mya的dorudontine 龍王鯨類顯示了完全適應水生生活的形狀特徵,它的牙齒更加簡單,鼻孔更加靠後,前肢呈鰭狀,腕關節和肘關節幾乎不能轉動。骨盆和後肢完全去功能化。縮小的骨盆與尾椎骨完全分離,後肢僅從身體表面微小的隆起。dorudontine很有可能具有一個水平的尾鰭,在這點上其實離現代鯨類僅有一步之遙了。


徐奇



鯨的演化過程

鯨是由陸生哺乳動物古偶蹄獸經過1000多萬年的演化而來的,是為了適應環境的變化,基因發生變異或突變,自然選擇的作用的結果。大致經歷了六個階段:古偶蹄獸—巴基斯坦古鯨—遊走鯨—羅德侯鯨—龍王鯨—齒鯨(現代鯨)—鬚鯨。

1.古偶蹄獸:生活在5000萬年前的歐洲、亞洲和北美洲。體型如現在的豬,體長50釐米,重約20千克,生活在在森林裡,以森林裡的植物為食。有長的四肢和五趾,善於奔跑。由於環境的巨大變化,生活所迫,開始下水捕食魚蝦,慢慢進化成遊走鯨。

2.遊走鯨,也稱陸走鯨。也是生活在5000萬年前,以淺海和湖泊裡的魚蝦等為食,雖然仍保留有古偶蹄獸的特徵,但體型發生了明顯的變化,體型更具流線型如鱷魚,體長3米,仍有四肢喝和五趾,五趾間長出了腳蹼,更適宜水裡生活。

3.羅德侯鯨。生活在4700萬年前。已經滅絕。它是從陸地進入海洋生活的典型過渡性物種,後臀、脊椎與後肢融合一起,特別是後肢大而有蹼,猶如船槳,尾巴變得強壯,已經明顯適應了水裡生活,但它是半水生哺乳動物。

4.龍王鯨。是現代鯨的祖先,生活在4500萬~3400萬年前,生活在非洲、亞洲和北美洲,體長可達18米~20米,身體修長,後肢短小,牙齒短小鋒利,已經進化成肉食性哺乳動物,常以魚、鯊魚、烏賊海龜和其他海洋哺乳動物為食 為完全水生哺乳動物。

5.齒鯨。是現代鯨魚的一個大類,最明顯的特徵是具有圓錐狀牙齒。體長約20米,體重約9噸,是海洋裡的肉食性哺乳動物。如虎鯨、抹香鯨、白暨鯨、海豚等。四肢完全進化成船槳形。游泳速度可達70~100千米/小時,是人類游泳速度的一二十倍。 ”

6.鬚鯨。體長15~20米,體重約25噸。牙齒猶如巨大的毛髮,有三四百之多。故名鬚鯨。如露背鯨、座頭鯨、藍鯨等。不同的鬚鯨食譜不一樣。鬚鯨進食常常是“狼吞虎嚥”,張開盆狀大口。 鯨是動物進化的優勝者。它們為了適應環境,由陸生演化為水生,由植食性哺乳動物演變為肉食性哺乳動物,由善於奔跑演化為擅長游泳,由體型相對嬌小(幾十千克)演化成巨型的流線型哺乳動物(數萬千克),游泳速度驚人。


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