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鯨魚的演化史:從陸地到海洋,它們的祖先究竟是誰?

更新時(shí)間:2024-07-04 15:55:58作者:佚名

地球上的所有生物都是經(jīng)過數(shù)千萬年甚至數(shù)億年的進(jìn)化,所以有些動(dòng)物可能在很久以前就生活在陸地上,后來進(jìn)化成水生動(dòng)物。有些動(dòng)物最初生活在樹上,后來進(jìn)化成不能爬樹的陸生動(dòng)物。長(zhǎng)期以來,鯨魚被認(rèn)為是魚類,但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鯨魚是通過肺部呼吸的哺乳動(dòng)物,而不是魚類。鯨魚的祖先是誰,鯨魚是如何進(jìn)化的,讓我們來探討一下鯨魚的進(jìn)化歷史。

根據(jù)分類學(xué)和分子生物學(xué)的研究,豬、鯨、河馬屬于一個(gè)大家族,有一個(gè)共同的祖先,即以古代偶蹄類為代表的偶蹄類。在6000萬到5000萬年前,古代偶蹄類有兩個(gè)進(jìn)化分支,即豬(pigs)和鯨魚(Indohos)的祖先分道揚(yáng)鑣。大約4000萬年前,豬的祖先分別進(jìn)化成巨豬和野豬,大約11000年前,野豬首先被中東農(nóng)民馴化成為家豬;大約5000萬年前,鯨魚的祖先進(jìn)化出巴基斯坦鯨,走上了鯨魚進(jìn)化的道路。

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雖然河馬在分類學(xué)上被歸類為豬亞目,但根據(jù)分子生物學(xué)研究,河馬與鯨魚密切相關(guān),河馬在大約 5000 萬年前共享祖先。4000多萬年前,河馬的祖先石炭紀(jì)野獸從鯨魚中分離出來自然科學(xué)知識(shí),沿著不同的軌跡進(jìn)化而來,鯨魚是從巴基斯坦鯨——陸上行走鯨(Kuchi whale)——羅侯鯨——龍王鯨進(jìn)化而來的;1600萬年前,石炭紀(jì)的野獸進(jìn)化成真正的河馬。

Archicothetactyl

Archiopactyls是最早的偶蹄類,草食性動(dòng)物,生活在5000萬年前的歐洲、亞洲和北美,是已知最早的現(xiàn)代豬的祖先。體長(zhǎng)50厘米,重約20公斤,前肢有5個(gè)手指,后肢有4個(gè)腳趾,第三、第四指/腳趾呈蹄形,主要用于承受身體的重量。Archicohodoid 生活在森林中,腿很長(zhǎng),適合跑步,可能是當(dāng)時(shí)最快的動(dòng)物,并且是一名出色的跳躍者。

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古代偶蹄類動(dòng)物的恢復(fù)

吲哚獸

Indohyus,意思是“印度的豬”,與豬和河馬一起屬于偶蹄類。5000萬年前,印度人生活在喜馬拉雅山南麓的印控克什米爾,當(dāng)時(shí)的山脈沒有今天那么高,氣候溫暖潮濕,植被茂密,面向海洋。

Indojos像一只大老鼠,長(zhǎng)而尖的頭,頭頂有一對(duì)大眼睛,眼睛后面有一對(duì)小耳朵。體型瘦弱,長(zhǎng)約50厘米,尾巴細(xì)長(zhǎng),四肢細(xì)長(zhǎng),前后腳各有4個(gè)腳趾,其中中間兩個(gè)腳趾形成蹄子,兩側(cè)的腳趾短到不再與地面接觸。單從身體特征來看,印太獸根本不像水生動(dòng)物,但研究證明它們經(jīng)常生活在水中,究其原因,印太獸是食草動(dòng)物,膽小如鼠,通常躲藏在茂密的森林深處,以逃避陸生食肉動(dòng)物的捕食, 經(jīng)常跑到水中躲藏,久而久之,在基因突變和自然選擇下,適應(yīng)了水中生活,通過巴基斯坦的遠(yuǎn)古鯨——陸鯨——羅侯鯨——龍?chǎng)L,進(jìn)化成現(xiàn)在的鯨魚,如齒鯨類和須鯨。

Indohoss頭骨的耳道具有與現(xiàn)存和已滅絕的鯨類相似的聽診結(jié)構(gòu),表明Indohoss與鯨類動(dòng)物的關(guān)系更密切,很可能是鯨類動(dòng)物的遠(yuǎn)古祖先。但一些古生物學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度。

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Indohos生態(tài)恢復(fù)地圖

巴基斯坦古鯨

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巴基斯坦古鯨(Pakicetus),又稱Pakicetus。它主要生活在淺海或大型湖泊的岸邊,以魚類為食。最早的巴基斯坦古代鯨魚是狼形的,長(zhǎng)圓錐形的頭,四條腿的地面,細(xì)長(zhǎng)的尾巴,全身毛茸茸的。巴基斯坦古代鯨魚的后肢發(fā)達(dá),既可以生活在水中,也可以生活在陸地上。它們是陸生哺乳動(dòng)物和現(xiàn)代鯨類動(dòng)物之間的過渡類型。

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巴基斯坦古代鯨魚化石

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巴基斯坦古代鯨魚的生態(tài)恢復(fù)

陸上行走的鯨魚

Ambulocetus 鯨魚,也被稱為流浪鯨,是一種既能走路又能游泳的早期鯨魚。陸地行走的鯨魚化石顯示了鯨魚是如何從陸地哺乳動(dòng)物進(jìn)化而來的。陸行者的外表像鱷魚,長(zhǎng)約3米。它的后肢更適合游泳,它可能會(huì)像水獺或鯨魚一樣擺動(dòng)背部。陸地行走的鯨魚也像鱷魚一樣潛伏在淺水區(qū)。對(duì)牙齒的化學(xué)分析表明,陸地行走的鯨魚可以進(jìn)出淡水和海洋區(qū)域。陸地行走的鯨魚不是外耳網(wǎng)校頭條,而是將頭部靠近地面以感受振動(dòng)以跟蹤獵物。

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陸地行走的鯨魚正在捕獵

卡奇鯨

Kutchicetus,也被稱為Kaqu鯨,意思是“小鯨魚”,生活在4600萬年前的始新世早期。它很小,類似于水獺,長(zhǎng)約1.7米。Kuchi鯨能夠走路和游泳,是一種從陸地哺乳動(dòng)物進(jìn)化而來的過渡生物。

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卡奇鯨的重建

Rodhou 鯨魚

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Rodhocetus是鯨類原鯨科的成員,生活在4700萬年前,是一種半水生動(dòng)物,是鯨類動(dòng)物從陸地到海洋的過渡物種。它的骨盆骨與脊柱和后肢融合,有分化的牙齒,后肢大而有蹼,像槳一樣,尾巴強(qiáng)壯,像舵一樣,具有陸地哺乳動(dòng)物的鮮明特征。

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Rodehou鯨魚的恢復(fù)

龍王鯨

Basilosaurus鯨,也被稱為機(jī)器齒鯨,是一種已滅絕的古代海洋哺乳動(dòng)物,一種原始鯨類動(dòng)物,是現(xiàn)代鯨魚的祖先,生活在4500萬至3400萬年前。在美國(guó)、埃及和巴基斯坦等地發(fā)現(xiàn)了化石。龍王鯨體長(zhǎng)18~21米,身體細(xì)長(zhǎng),后肢短,可以證明現(xiàn)代鯨魚是從陸生哺乳動(dòng)物進(jìn)化而來的。龍王鯨的牙齒短而鋒利,是肉食性動(dòng)物,經(jīng)常是魚類

鯊魚、魷魚、海龜和其他海洋哺乳動(dòng)物以它們?yōu)槭场?/p>

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龍王鯨及其幼崽的修復(fù)

現(xiàn)存鯨類動(dòng)物

現(xiàn)存鯨類有兩種主要類型:齒鯨和須鯨。齒鯨(Odontoceti)是一大群鯨魚,有72種。齒鯨最顯著的特征是牙齒的存在,牙齒呈圓錐形,數(shù)量從 1 到 1 個(gè)不等。齒鯨有一個(gè)外鼻孔,呼吸時(shí)只能呼出一股水柱。頭骨左右不對(duì)稱。鰭狀肢有5個(gè)腳趾,胸骨大,沒有鎖骨,沒有盲腸,顯然是肉食性的。齒鯨的體型差異很大,從最小的約1米到最大的約20米,一般重達(dá)9噸。齒鯨主要以魚和魷魚為食,有些還可以捕食大型動(dòng)物,如海鳥、海豹、海獸和其他鯨類動(dòng)物。常見的齒鯨有虎鯨、偽虎鯨、抹香鯨、健壯的鯨魚、好戰(zhàn)的海豚、海豚等。

鯨尾鯨是須鯨類的總稱,包括藍(lán)鯨、長(zhǎng)須鯨、座頭鯨、開鯨、灰鯨等,須鯨共有15種。

須鯨類體長(zhǎng)15~20米,身體細(xì)長(zhǎng),背部黑色,腹部白色,鰭和尾鰭下灰色,背鰭呈鐮刀形,向后傾斜。兩側(cè)的胡須都是黑色的,大約300~400,因此被稱為“黑板須鯨”。須鯨呼出的水柱又高又細(xì),垂直。

須鯨的牙齒類似于巨大的毛發(fā),就像大多數(shù)面部毛發(fā)一樣。它們的“毛茸茸的牙齒”能夠捕捉獵物。須鯨主要以磷蝦等小型甲殼類動(dòng)物為食,有些還吃小型洄游魚類,以及底棲魚類和貝類。不同的須鯨有不同的食譜。例如,藍(lán)鯨只以磷蝦為食,而布氏鯨主要以小魚為食。

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鯨魚進(jìn)化史示意圖

上圖幫大家梳理一下鯨魚的進(jìn)化過程,所以鯨魚、河馬和豬,這三種看似完全不相上下的生物,竟然在很久以前就是一家人了!

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有些遠(yuǎn)古生物真的很丑,比如這種叫做皺紋囊腫的動(dòng)物:聽說它是地球上第一個(gè)有“嘴巴”的動(dòng)物。

真的不要小看孩子的閱讀能力,他們的學(xué)習(xí)能力其實(shí)很強(qiáng),你總覺得他可能看不懂,但實(shí)際上他非常需要,家長(zhǎng)一定要陪孩子去讀一些最真實(shí)的科普,獲得最直接的知識(shí)。

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——尹洪福,地層古生物學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士

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