海洋中的巨无霸——鲸鱼,是如何由陆生动物演化为水生动物的?

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鲸属于脊索动物门、哺乳纲、鲸目的胎生哺乳动物。鲸的所有种类中除几种生活在淡水外,其它均生活在海洋中。然而,鲸鱼的祖先却是生活在陆地上长着四条腿的像熊和狗复合体一样的动物。那么,鲸鱼的祖先是如何摆脱陆地走进海洋的呢?

海洋中的巨无霸——鲸鱼,是如何由陆生动物演化为水生动物的?

鲸鱼

缘起白垩纪恐龙灭绝

恐龙在白垩纪的生态系统中居于统治地位,然而,6500万年前地球上的一场浩劫改变了这一切。一颗10公里宽、2万亿吨重的小行星,以每秒20公里的速度撞向地球的墨西哥湾,撞击瞬间温度接近2万℃,亮度达太阳表面100万倍。小行星撞击力度相当于数百万个核武器的能量,所及之处,一切尽毁。此外,小行星撞击地球引发了地震、海啸和火山等自然灾害的大面积爆发。

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6500万年前小行星撞击地球

地球上可见之处都浓烟密布、遮天蔽日,这种灾难持续了数十年之久。全球温度急剧下降,植物不能进行光合作用, 藻类和森林成片死亡。食物链中基础生产者的消失直接导致植食性恐龙饥饿而死;植食性动物的死亡导致肉食性恐龙也出现了食物危机,它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难,在寒冷和饥饿中绝望地死去。一些小型的陆生动物如一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生,包括鲸类早期的祖先。

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哺乳动物兴起,鲸类祖先出现

白垩纪末期,恐龙的灭绝空出了许多生态位,长期生存在恐龙阴影下的哺乳动物终于迎来了出头之日。它们进行了快速的适应性演化,这些之前看似不起眼的动物迅速地占领了不同的生态位。从此,哺乳动物逐渐繁盛起来,开启了哺乳动物在地球上的统治时代。

现在的鲸鱼由生活在陆地上的祖先演化而来,而这些祖先属于偶蹄目动物,和牛羊都是亲戚关系。这一结论得到了4700万年前地层中出土的两具鲸化石的后蹄骨中得到了证明;同时基于基因的研究也表明在鲸鱼进化历程中,曾经出现叫做偶蹄动物的过渡性偶蹄哺乳动物。

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古偶蹄兽

现在一些研究认为,在5000万年前的欧亚大陆上东西方向延伸的特提斯海沿岸,即现今巴基斯坦南部,鲸的祖先——中兽生活在这里。中兽属于裸节类哺乳动物,样子有点儿像熊和猎狗的混合体。

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中兽

重返海洋

以厚中兽为代表的陆生中兽和以游走鲸为代表的早期鲸目成员,很可能都是生活在海岸地带的食腐动物。这有点像今天生活在南非的猎狗,他们不仅可以以腐烂的动物尸体为食,有时还会捕食小型海洋动物。

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巴基鲸

这些早期的鲸类祖先,慢慢地开始转向海洋生活。这主要是得益于5000万年前,海洋中的大型掠食者的消失,这导致1)水中的食物异常的丰富,2)生活在水中会更加安全。水中的食物和掠食者的比例,相对于陆地环境更易于古鲸的生存,于是它们便开始尝试进入到水里。

海洋中的巨无霸——鲸鱼,是如何由陆生动物演化为水生动物的?

最早出现的鲸类为古鲸亚目原鲸科,如出现在5000万年前巴基斯坦的巴基鲸。巴基鲸已经初具鲸的形态,但依旧后肢等哺乳动物特征。

随后在3800-4500万年前出现械齿鲸科、硬齿鲸亚科。大约在距今1000万年时,古鲸的后代进化的与现代鲸非常相似,他们长着尾巴和短短的脖子,后足也退化为鳍状的附属物。中新世已出现现代鲸类的各个科,包括齿鲸和须鲸,至今已衍生出17科近百个物种。

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鲸鱼的演化历史

在漫长的生命进化征程中,从恐龙灭绝到哺乳动物繁盛,从陆地上生存到开始尝试一步步征服海洋,鲸类的演化充满了传奇的色彩。随着对海洋生活的逐渐适应,早期鲸的四肢向着更适于游泳的方向演化,最终古老的鲸目成员完全摆脱了对陆地的依赖,成为了真正的海洋动物,并逐渐演化形成了目前鲸类庞大的家族。

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