藍鯨的祖先是陸地上的嗎?它們是如何進化又回到水裡面去了呢?為何要逆向進化?

憤怒的肝門


藍鯨雖然生活在海洋裡但是屬於哺乳類動物,它的祖先應該在海邊陸地上生存。它的祖先體形是龐大的,不會是狼那麼小的。它在陸地上是雜食類,也可能象河馬那樣的哺乳類,更應該是大型爬行類,有著類似恐龍的體型。由於海洋的面積擴大,陸地上的食物不能滿足需求,藍鯨的祖先只能在淺海中尋食,在海洋中進化為哺乳動物。

類似藍鯨的哺乳動物還有海豚,海象,海獅等,但它們的體形要小得多。世界上還沒有從小的體形進化到巨大體形的動物,因此藍鯨也不會例外。藍鯨的祖先的個頭比現在的藍鯨小不了太多才合理。


彩雲東昇戴寶山


1693年,約翰·雷根據鯨魚與陸地哺乳動物的相似性,將鯨魚描述分為哺乳動物,達爾文前期的科學討論主要圍繞著鯨魚是陸地哺乳動物的後代還是祖先。1859年達爾文提出,鯨是由熊進化而來的,由於某種選擇性壓力可能導致熊進化成鯨,但由於廣受到批評並感到尷尬,他把這個假想從《物種起源》後來的版本中刪除了。1883年,弗羅爾認識到鯨具有陸生哺乳動物特有的持續性的退化特徵,從而確認了鯨的進化方向是從陸生物種到海洋物種,還在形態學的基礎上,還將鯨與有蹄類動物聯繫起來。

最近幾十年發現的許多鯨魚進化中間物種化石都是偶蹄目動物和現代鯨類動物之間的過渡形態

在20世紀80年代到90年代,古生物學家發現了幾塊化石,是陸生哺乳動物的,但與鯨類動物有許多共同的骨骼特徵。這些化石包括1983的Pakicetus和1994年的Rodhocetus,都具有鯨和偶蹄目哺乳動物所特有的骨骼特徵,偶蹄目包括鹿、羊、豬、野牛和河馬。偶蹄目動物和化石鯨有一個共同的獨特的腳踝骨骼特徵,一個有助於踝關節的“雙滑輪”結構。此外,鯨化石和現代鯨類動物的耳朵周圍也有獨特的頭骨特徵稱為鼓泡,與其它所有哺乳動物都相比是獨一無二的。

2007年,科學家發現了Indohyus的骨骼,一種距今約4800萬年的偶蹄類動物,生活在印度克什米爾地區,Indohyus是一種狐狸大小的哺乳動物,看起來有點像一隻小型鹿。Indohyus的骨骼外層很厚,這一特徵經常出現在水生涉水動物中,比如河馬。牙齒的化學成分的氧同位素比率與水生動物相似,意味著Indohyus大部分時間是在水中度過的,如下圖。

大約在鯨魚進化中間物種化石發現的同時,基因分析也增加了額外的證據,支持偶蹄目動物和鯨類動物之間的親緣關係,目前的所有證據都表明,鯨魚現存的近親是河馬。

鯨魚祖先為什麼又回到水裡

最有可能的解釋是鯨魚向水裡生活進化是為了利用一個未被填滿的生態位,生態位是指生物體在生態系統中所需的生物和非生物資源。恐龍滅絕後,陸生哺乳動物的多樣性在增加,但海洋中卻很少或根本沒有。而早期的偶蹄目動物鯨魚祖先,如Indohyus和Pakicetus大部分時間都生活在水邊捕食和繁殖。隨著時間的推移,它們適應了海洋中的生態位,到Rodhocetus(下圖)時,已經顯示出了游泳能力的明顯證據,尾巴變平,後腳變大,此外為了呼吸鼻孔從臉的前部轉移到頭頂。

向水生棲息地的遷移使這些物種得以開發陸地哺乳動物無法獲得的資源,從而減少了對資源的競爭,使更多的個體得以生存和繁殖。其他海洋哺乳動物,如海豹或海牛,也進化利用了其他生物無法填補的生態位,表現出許多適應性,使它們能夠生活在水中環境中。

從陸生到水生,藍鯨為什麼體型變得越來越大

體型較大的動物通常代謝效率更高。一隻貓的體重是老鼠的100倍,但新陳代謝大約只是老鼠的32倍。海洋大型動物食物稀缺,所以體型更大更有效率。

增加身體尺寸有利於維持體溫。對於溫血動物來說,體型越大,與周圍環境接觸的質量單位面積就越小。這與較大的物種經常在較冷環境中發現,而體型較小的物種通常在較暖的地區被發現是相同一個規律。


科學閏土


我們都知道鯨魚並不是真正的魚,而是一種哺乳動物,這種動物最早和我們常見的牛馬羊豬狗等都有4條腿和尾巴等,體型上並沒有多大的區別,然而這種動物不知什麼原因卻選擇了進入海洋生活,漸漸進化成了幾乎完全和魚一樣的體型。



鯨魚在生物學分類上屬於哺乳綱真獸亞綱的鯨目,在鯨目下又分為齒鯨亞目、鬚鯨亞目和古鯨亞目。其中最大的藍鯨也是地球生命史上已知最大的動物,其體長可達30多米,重達100多噸。可是誰能想到,如此巨大的龐然大物,卻是由一種4條腿的,像羊或狼一樣大的哺乳動物發展而來的呢?


古生物學家們通過生物遺傳學的角度來看,鯨類與有蹄類動物關係較近,且化石證據記錄也支持鯨類是由偶蹄類動物演化而來的,現在普遍認為鯨類的祖先極可能是陸棲有蹄類動物——中爪獸(尚有異議)。

早期中爪獸的體型大小,和羊與狼的體型差不多,這種肉食性的哺乳動物後來有一段時期可能喜歡在淺水區捕魚,時間大概發生在5500萬年前,之後逐漸轉變為水陸兩棲的生活形式,再於漫長的演化過程中變成的各種鯨與海豚。



最早出現的鯨類為古鯨亞目原鯨科,出現在5000萬年前,生物學家對於在現今巴基斯坦被發現的巴基斯坦古鯨(又名巴基鯨)的瞭解較多,這個動物已經初具鯨的形態,頭部噴氣孔(鼻孔)已移向後方,具有狹長腦室,仍然保留了一些哺乳動物的特徵,比如仍具有後肢。後來出現了械齒鯨科,這種動物大約存活在3800-4500萬年前,接著又有硬齒鯨亞科,它們有較窄小的上顎,可能為濾食性,再後來古鯨亞目漸漸走向滅絕,但是須鯨亞目與齒鯨亞目已經進化出來,這兩類至今已衍生出17科近百個物種。



我們都知道動物的進化發展經歷了一個水生到陸生的過程,比如從魚類發展到兩棲類,再發展到爬行類,正是一個從水生到陸生的過程。然而鯨這種動物卻又由陸生回到了水生,好像又是逆向發展進化了。其實生命物種並不存在絕對意義上的逆向進化,它們只是為了適應環境獲取食物而選擇的一種生存之路,進入水中生存和獵食,使他們更好的選擇,所以他們才選擇重新下了水。當它們已經完全適應了水中的生活,所有的食物又都在水中,生存活動可以完全在水中進行的時候,它們還為什麼要回到陸地上來呢?



其實不單是鯨魚,像現在的海豹,海獅,海象,海牛,海豚等,本來也都是陸生哺乳動物,然而如今它們的生活習性基本和鯨魚乃至於和魚類沒有什麼大的區別了。生命進化的奇妙真的讓人歎為觀止。


人類的方向


首句給出答案:進化一詞有誤導,用演化更為貼切。演化是摸著石頭過河,在邁步的那一刻,沒有人知道未來會怎樣,自己選擇的方向對不對。

藍鯨祖先在5000萬年前從陸地跳進海洋,同時期的其他陸地動物依然奔跑馳騁在陸地上,它們演化的步履都是適應當下的變化,沒有優劣之分。5000萬年前的道路有千萬條,直到現在我們才看到哪些道路是死路,哪條道路是通途。從陸地到海洋,不能說是“逆向進化”,因為演化沒有預定的方向。自然的演化,我們能做的只是事後總結回顧,沒有能力去預測指導未來。


生活在陸地上的藍鯨祖先--陸行鯨

5000萬年前,在恐龍剛剛滅絕的久遠年代,鯨魚的祖先和河馬的祖先是同一個。那時候,古鯨魚還生活在陸地上,屬於偶蹄類動物,我們管它叫做陸行鯨。

陸行鯨身披毛髮,長著細長的四肢和鋒利的牙齒,捕獵吃肉。陸行鯨跑得慢,耐力不夠,不能長途奔走,它只能依靠伏擊捕獵。陸行鯨的個頭大小跟金毛、哈士奇差不多,在陸地哺乳動物中間,其貌不揚。陸行鯨最大的特點是有一口利齒,它的每一顆牙齒都能咬碎骨頭,總咬合力超過了包括鬣狗在內的其他哺乳動物。

陸行鯨生活的森林邊緣有片淺海,某天它為了躲避大型猛獸的追殺,逃進了海洋。剛下水的陸行鯨跟其他四條腿的動物一樣,四肢撲騰,狗刨式划水前行。

下圖是挖掘出來的陸行鯨骨骼。


從陸地到海洋的演變--遊走鯨

陸地上跑不快的陸行鯨,下水後遊得也慢,它細長的四肢和小小的腳巴掌並不適合划水。不過陸行鯨緩慢的游泳速度沒有拖累它在水裡的捕食活動。跟在陸地上一樣,陸行鯨不去追捕魚蝦,它潛伏在淺海,等待魚蝦主動游過來。陸行鯨的伏擊捕獵足以讓它果腹,海洋裡的食物比陸地上更加豐盛,更重要的是在海洋裡陸行鯨沒有天敵。

初下海的陸行鯨白天在海洋裡捕獵,夜晚回到陸地睡覺。

後來游泳和捉魚本領更加嫻熟的陸行鯨呆在水裡的時間也逐漸變長,水陸兩棲的陸行鯨換了個新名字,叫做遊走鯨

遊走鯨的身體結構在海洋裡逐漸變化。為了划水方便,遊走鯨細長的四肢開始縮短,小腳掌變大了,趾間長出了薄薄的腳蹼。

為了換氣方便,遊走鯨的鼻孔從鼻子的尖端開始往上移動,從眼睛前面移到了眼睛後面,一直移到腦門的最高處。現在遊走鯨不用抬起頭來吸氣,只要浮上水面上就能水平換氣,換氣效率的提高讓沒有魚鰓的遊走鯨在水裡也能自由生活。

為了推進擊水,遊走鯨的尾巴變得又粗又長,另外它還學會了蝶泳,通過上下襬動腰背部來推動身體前進。蝶泳比狗刨式泳姿要快上很多,遊走鯨越來越適應海洋生活。

轉換了身體形狀的遊走鯨屬於古鯨的一個過渡形態,體現了古鯨從陸地走回海洋的變化。

下圖是挖掘出來的遊走鯨骨骼。

古鯨魚花了1000萬年的時間,完成了從陸地到海洋的轉變,它再也沒法回到陸地上了。


進入海洋後越長越大,終成巨獸--藍鯨

進入海洋的哺乳動物,個頭會快速增長,因為大個的體型有助於維持體溫。在海水中,動物身體熱量的揮發要比在空氣中快,下海以後的鯨魚長了個頭,並且增加了更多的脂肪來抵抗低溫海水。

而藍鯨長成海洋巨獸的最重要原因是:充裕的食物。

下到海洋的鯨魚分支發展,分為齒鯨和鬚鯨兩類。

有牙齒的齒鯨比如海豚和虎鯨,個頭都不算大。齒鯨的主要食物是烏賊和魚類,齒鯨追逐捕獵時會消耗它們體內的一部分能量,導致它們沒法用全部的能量來長個頭。

沒有牙齒的鬚鯨,比如藍鯨和座頭鯨,它們的食物是磷蝦和其他小魚小蝦。鬚鯨不用追捕獵物,只要張開像口袋一樣的大嘴把磷蝦兜進嘴裡就行。決定鬚鯨個頭大小的因素不是捕獵水平的高低,而是食物的數量。

一直生活在海洋的魚類,遵守著“大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃泥巴”的食物鏈層次。新進海洋的藍鯨打破了食物鏈等級,不去吃大個的魚類,而是跳過了好幾級,直接搶佔數量最大的底層食物--蝦米。

藍鯨吃磷蝦,是它在演化路上的不走尋常路。只要維持平衡的生態循環,海洋裡的磷蝦數量足夠供應給藍鯨消耗。

不愁吃喝的藍鯨在海洋裡無限發展,終成巨獸。


藍鯨的演化之路

5000萬年來,從陸地到海洋,藍鯨的演化之路並不是阻力最小的一條路。

回顧藍鯨歷史,因為知道了最終結果,我們替藍鯨畫出了一條演化路徑。不過畫演化之路時,我們是從迷宮出口開始逆向反推,從出口到入口,只有唯一的一條路,沿著路直接走就到起點了,不用做選擇。

但是演化的發展路程不像逆推那麼簡單,演化沒有預知的目光,它看到不到未來。演化從迷宮的入口出發,在每一個轉彎處都很多可供選擇的路口。生物的演化走了每一條道路,只是千萬條道路中,並不是每一條都能走到出口。很多道路走著走著就走到頭了,最後能走通的那條路只能用“運氣”來描述。

在演化的路上,演化只是摸著石頭過河,每一條路都走上一走,它沒法自主選擇,它不知道哪條路走不通,或者哪條路能走通。

回到陸行鯨的始新世時期,海岸邊有一個隊列,排列著其貌不揚的陸行鯨,和其他四條腿的走獸,你沒有辦法猜出誰是5000萬年後的贏家。

在藍鯨的演化路程中,每一個時期的古鯨魚和其他生命一樣適應著它當時的生活環境。無論是陸地還是海洋,鯨魚跟周圍的夥伴相比,並沒有突出的優勢。只是最後藍鯨走通了演化之路。

演化沒有預知的目光,它看到不到未來。演化道路千萬條,通暢的路途只佔少數,而上路時誰也不知道結果,只能把結局留給後人總結。

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法蘭西is培根


藍鯨及所有鯨豚類(鯨目,Cetacea)的祖先的確是來自於陸地上的,時間可以追溯到距今5000萬年前的中新世時期,地點則是印度。

下面是一張5000萬年前的世界地圖,大家仔細看,當時的印度板塊還在印度洋之後,它將會向北與亞歐板塊相撞,相撞的結果就是形成了青藏高原和喜馬拉雅山脈。

圖注:在青藏高原上,古生物學家發現了鯨類祖先的化石,圖片來自網絡

印度板塊在與亞歐板塊相撞之前,其北面臨海,這片海域名為特提斯海,特提斯還正是鯨類祖先下海之地。古生物學家在印度發現了目前已知最古老的鯨類祖先,它就是印多霍斯獸(Indohyus)。印多霍斯獸看上去就像是一隻長腿的耗子,體長約半米,腦袋尖、四肢長,身後還有一條長尾巴。

圖注:印多霍斯獸的化石,圖片來自網絡

圖注:印多霍斯獸的復原圖,圖片來自網絡

印多霍斯獸為什麼要下海呢?古生物學家推測這種以植物為主食的小動物平時生活在茂林的叢林中,但是經常受到猛獸的威脅。當遇到危險的時候,印多霍斯獸跳到水裡逃命,再加上在水中覓食,時間長了身體上就出現了水生生活的變化,證據就是其頭骨耳道有類似聽泡的結構,這個結構只有今天鯨類身上才有!

圖注:印多霍斯獸的生存環境,圖片來自網絡

圖注:印多霍斯獸的頭骨,圖片來自網絡

以印多霍斯獸為起點,原始的鯨類越來越適應海洋中的生活,它們的身體結構也出現了變化,比如毛髮褪去,四肢變短成為鰭狀肢,尾巴上長出尾鰭等等。經過了5000萬年前的演化,今天的鯨類成為海洋中最常見的哺乳動物,而藍鯨更是更為地球上最大的哺乳動物。

鯨類從陸地返回海洋並非逆向演化,演化從時間廣度上看是沒有方向的,生命只是想辦法生存和繁衍。


古生物探索


現在大家都非常清楚鯨魚並非真正的魚類,鯨魚屬於哺乳動物。科學家經過大量的研究發現鯨魚的祖先來自於陸地,是類似於狼一樣的陸地上食肉動物。以下是古生物學家發現的現代鯨魚祖先-巴基鯨的骨骼化石,完全看不出來鯨魚的模樣,它們的頭部呈長圓錐形,四腳著地,有一條細長的尾巴,全身長有毛。古生物學家因為其其內耳的特徵非常確定這就是早期的鯨魚,因為它們已經進化出一套單獨的聽力系統,能夠察覺水下聲音的震動並且通過下頜傳遞到耳朵,但是同時需要在陸地上活動所以也保留著用於陸上聽覺的外耳道。

這種水陸兩生的巴基鯨魚成為了陸生哺乳動物和現代鯨類動物之間的過渡型,這也成了支持進化論的完美證據。

至於說“逆向進化”這個詞根本不存在,生物任何的改變都是為了更加適應環境,甚至說是被環境所選擇。如果海里有足夠的食物,誘惑著鯨魚的祖先,它們去海里捕魚就多了一項生存技能,陸地上環境劇變食物短缺的時候這類可以在海中捕食的動物就被自然選擇了下來。其他的就被淘汰了。




科學黑洞


首先,請題主重新理順一個概念,進化這個詞彙其實已經過時了,現在通行的是演化。基於基因突變產生的性狀在自然選擇下得以保留,這就是演化,演化是沒有方向的,所以沒有正向逆向之說。

正因為演化的無方向性,所有的演化性狀都是偶然出現的最終得到保留是最適應自然生活的結果。

以鯨的祖先來說,其原本是一種大小類似於狼的肉食性陸生動物,但是由於環境的改變,陸地上越來越難以捕獲食物,於是一部分這種生物開始轉變思路,在淺水區去碰運氣,逐漸適應潛水生活,成為早期的鯨。

這種早期的鯨推測覓食方式類似於今天的鱷魚,會捕食魚蝦,有時還潛伏在水中伏擊飲水的動物。

隨著對水生生活的熟悉,鯨類突變出了更多的適應水生的性狀,比如後肢開始萎縮,消失,鼻孔開始往上移,便於換氣,得到這些性狀的鯨獲得了極大的生存優勢,於是這些性狀得以保留並繼續繁榮發展。

到了新生代的海洋裡,沒有了滄龍上龍等大型海洋爬行類,鯨類靠著哺乳動物體能強大的優勢,很快佔據了高等掠食動物的生態位,出現了長相酷似的大海蛇的龍王鯨。


龍王鯨之後,鯨在海洋中已經是高等生態位的代表性動物,於是他們在分支演化上越來越來信馬由韁,有專注於傳統肉食路線的齒鯨,還有的則轉向濾食性,海洋中豐富的食物來源,讓他們的體型越來越大,最終,整個鯨類種群愈加繁盛,最終形成了如今哺乳動物最成功的種群之一。

數千萬年前,當第一隻鯨類祖先為躲避天敵潛入水中的時候,誰也不知道,整個海洋將迎來一位天翻地覆的霸主。


扣毛


宇宙之大,無奇不有。任何人類想象的事物,在宇宙某個角落都可能發生,到底來說,人類就像一粒超小微粒的沙。

我的空前的奇想是鯨豚類外星說。

據報道宇宙中,最大星球比地球大上數億倍,若有海洋亦然,所以,體積龐大的哺乳類水生鯨魚,在地球是何其碩大,但在超大星球來說,不算什麼了吧!基於這種想象,可能進化到可以星際穿越的外星人,把地球當個實驗基地,將宇宙的物種,都拿來地球試驗。

可能,這是鯨魚的前世今生?不然,過度的物種,在地球永遠找不到。


貝裡士


鯨魚的祖先們懷著下水並繁衍後代的願望,逐步演化成鯨魚。你懷著好奇的心,變現成文字,最終打到頭條中來,這個世界是不存在頭條和漢字還有評論的,全是人類的唸的變現。一念天堂,一念地獄,全是一個人一念變化或一個族群一念變化,並不奇怪。覺得有的生物看起來很奇怪,你就想想是不是它們種族執著於一念變現的,往往解決你的困惱。你也可以試著感受自己的念,比如你現在反應慢,你就天天懷著自己是反應迅速的念頭,自然而然就感到自己的變化,逐漸的去掉自己執著於反應慢。這就是去我執,看自己執著於什麼,你就試著用念頭去掉它,你就體會到唸的作用。


yv2012


本提問涉及三個方面,只想回答第三方面,為何要逆向進化?

生物在繁殖過程中會有各種各樣的變異,適應環境的變異能夠生存下來,不適應環境的就會被淘汰,這是生物進化的基本規律。

從進化規律我們可以看出來,生物進化只有一個方向,就是適應環境。不管是上天還是入地,不管是上山還是下海,不管是強化某項能力還是弱化這項能力,不管是增加一個器官還是減少一個器官,都是為了更適應生存環境。

知道了進化規律,就明白了所謂的“正進化,逆進化”的思維都是形而上學的機械思維。


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