蓝鲸的进化规律
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/15 17:53:00
蓝鲸的进化规律
蓝鲸的进化规律
蓝鲸的进化规律
最初的陆生动物是3亿6千万年以前从海洋来到陆地的它们是今日栖息在地球陆地上四足动物的祖先.大约6000万年以前,它们之中有一类又返归了海洋,这就是鲸的祖先.
直到不久前这还是古生物学家们基于达尔文物种进化思想的推测.在古生物学的整个历史中尚不曾发掘出一具骨架能够证实这种陆生动物转变为海洋主宰的假说,即能够证实在由陆地重返海洋的进化过程中,鲸如何经受了失去四肢、肱骨、后肢带等身体骨骼与器官的巨大变化而具有几乎是尽善尽美地适应泽国生活能力的生物的.所以,科学家们只能推测可能是一种四足动物在过去的某个时候变成了鲸的始祖.研究鲸的系谱的人遗漏了没有被发掘物证实的其余的进化环节.其实,这类动物中有一支仍旧留在了陆地上,面另一支在鳞甲类动物灭绝后占据了出现空白的潟湖.
1993年在巴基斯坦进行发掘工作的古生物学家们意外地发现了一具5200万年前死亡的四足动物的骨架,它清楚地显示了该四足动物进化为海洋动物的最初阶段.这种动物叫做会游泳的爬行鲸.
发掘出的鲸的祖先,体形有如海狮大小,重约300公斤在现在鲸鱼的隐没在肌肉组织里的退化了的小骨生长之处正是爬行鲸的前后肢所在.与现代鲸不同的是,鲸的远祖前肢短,后肢较长而粗壮.这使它能像现代海狮那样爬上海岸,在水中也可以灵活地利用后肢参与整个身躯的波浪式运动.远祖鲸的尾巴相当长,尽管它没有现代鲸的尾鳍但仍不失为一把游泳好手.据推测,它能成功地在浅水区捕猎鱼类.
1994年初,还是在巴基斯坦,又发现—具动物的尸骨这一发现更加完善了鲸的“家谱”此次发现的是4600~4700万年以前存在于地球上的动物的骨骼.从发掘出的骨架看,这种3米长动物它已具备了一系列与爬行鲸不同的特征.它无须再像它的先辈那样爬上陆地了.骨架是在沉积岩中发现的.地质学家指出,这种沉积岩形成于很深的海底,这一事实很能说明鲸的更近代的祖先已经非常适应本属于鱼类的无垠的海洋空间了.
在巴基斯坦找到的骨骼轰动一时,它使达尔文主义者异常高兴:即使是作为某一类海洋动物的特例,这位伟大的英国人的理论也获得了胜利.骨架在科学的面前揭示了一种动物的后肢变化的典型渐进过程.不是灾难性的事件而是在物种演化突变的影响下的普普通通的变化以及自然条件的改变所进行的选择.使鲸最终失去了它的后肢.假如鲸的祖先在其海洋生活的初期还长有脚掌的话,那么,正如发掘出的骨骼所显示的,在距今3000万年的时候,它们的脚掌已经不复存在了.
当然.无论是会游泳的爬行鲸或者是其他的某种爬行类,它们与现代鲸并不是一条链中的几个环节.鲸的进化包括许多分支,但其进化过程大体如此.
学者们试图解释,被称为“会游泳的爬行鲸”类四足动物为什么决定舍弃陆地又迁人海洋呢?说法之一认为,当时正值地球上大量的巨型鳞甲类动物灭绝之时,主宰近岸水域的雷龙的灭绝使这一广阔水域出现了空白,这里又有丰足的食物,也许就是这种原因使爬行鲸重返海洋的.
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鲸鱼在生物学分类上属于哺乳纲真兽亚纲的鲸目(Cetacean),在鲸目下又分为齿鲸亚目、须鲸亚目和古鲸亚目。其中蓝鲸属于须鲸亚目,其缓慢游动,以鲸须捕食浮游动物为生的图景构成了人们对鲸目动物的普遍印象。
但在澳大利亚科学家的新发现面前,这个印象也许需要修正了。
古鲸身份:可能是须鲸的祖先
澳大...
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因为我也不知道 所以只能给你复制一些资料了
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鲸鱼在生物学分类上属于哺乳纲真兽亚纲的鲸目(Cetacean),在鲸目下又分为齿鲸亚目、须鲸亚目和古鲸亚目。其中蓝鲸属于须鲸亚目,其缓慢游动,以鲸须捕食浮游动物为生的图景构成了人们对鲸目动物的普遍印象。
但在澳大利亚科学家的新发现面前,这个印象也许需要修正了。
古鲸身份:可能是须鲸的祖先
澳大利亚科学家发现了一种长有锋利牙齿的看起来十分凶残的远古鲸鱼化石,这些化石是在东南部维多利亚一个名叫JanJuc的小镇附近发现的,因此科学家将它命名为“Janjucetus”。上世纪末,一位在维多利亚海滩上冲浪的少年发现了这具化石,多年来它一直被当作普通化石放置在莫纳什大学一位学者的办公室里,Fitzgerald教授得到样本后经过三年的研究,最近公布了他的新发现。他推断,这种鲸鱼生活在2500万年前,可能是现存须鲸的祖先。
现在的问题是:它和人们印象中的须鲸差别太大了,须鲸的进化历史甚至会因此需要修改。在此之前,科学家们普遍认为白垩纪末期,曾经统治地球的恐龙类全部灭绝,原始的哺乳动物,特别是真兽类繁荣起来。第三纪初期,这类动物的部分种类返回海中生活,逐渐产生了最早的鲸类:古鲸亚目。而现存的两类鲸鱼,齿鲸亚目和须鲸亚目,则是从古鲸亚目逐渐分化演变而成。其中须鲸亚目的出现稍晚,约在4000万年前,为了捕食海洋中的浮游生物和小型鱼虾,才从齿鲸中分化出来。通过时间表上的对比可以发现,新发现的Janjucetus生活在须鲸由齿鲸分化出来之后,因此其古怪的特征引起了科学家们的注意。
问题1 Janjucetus为什么是须鲸?
“它属于须鲸是不容置疑的,”Fitzgerald教授说,“它的耳部构造很清晰地显示了须鲸的特征。”
在鲸目动物身上,耳部构造被视为一个重要的判断标志。因为声音在水中和空气中的传播方式不同。人类与其他陆栖动物有薄而扁的耳鼓(又叫鼓膜),接收以空气为传播介质的声波;现代鲸豚的耳部结构则是厚而长的鼓韧带,无法接受声波,它们利用的是名为“鼓泡”(bulla)的骨头。现代鲸豚的鼓泡非常致密,因此可以传递由稠密介质传送的声音到内耳去。
以2000年在巴基斯坦发现的一种古鲸:以巴基鲸(Pakicetus)为例,它的鼓泡已经朝现代型的方向演化了,但是它们仍然保存了类似陆栖哺乳类的耳鼓,在水面下毫无作用。正是根据这一特征,发现者Thewissen博士推测,就像乌龟听到的是以龟壳传送的地面震动,巴基鲸也许是用鼓泡捕捉地面传递的声音。他将新发现的体骨与耳部构造一并考虑之后,将巴基鲸想象成一种以埋伏为主要策略的猎食者。就像鳄鱼一样,它们也许潜伏在河岸浅水处,头朝岸上,攻击前来饮水的动物。
鲸豚听觉的演化到了后期,齿鲸与须鲸就分道扬镳了。齿鲸演化出接收与制造高频声音的装备,因此可以利用回声定位搜寻猎物,而须鲸则接收与制造极低频的声音,彼此可以远距离通讯。鲸豚耳骨化石显示,约2800万年前(渐新世晚期),早期齿鲸已经拥有接收高频声音的一些骨质构造,因此它们至少有起码的回声定位本领。虽然它们的低频听觉起源仍然不明,但就化石记录来看,须鲸在3400万年前(渐新世初期)就出现了低频听觉构造。而正是因为在Janjucetus身上发现了须鲸的耳部构造,因此断定其属于须鲸的一种。
问题2须鲸为什么会有牙齿?
顾名思义,须鲸与齿鲸的分别在于前者的腭表皮充分角质化延伸成鲸须,约有150到400片,而后者则有终生不换的圆锥形同型齿。
Fitzgerald发现,Janjucetus不但没有鲸须,而且牙齿非常锋利,几乎有手指的长度,因此他相信Janjucetus是一种凶猛的捕食者。据Fitzgeral估算,其身长仅为3.5米,在须鲸家族中算是非常小的个体。但其独到之处在于,它能用锋利的牙齿捕捉体型较大的鱼,包括其他鲸鱼,甚至鲨鱼也会成为它的猎物。
事实上,Janjucetus化石的其中一项重要价值,正是让人们重新审视齿鲸/须鲸这样简单分类的背后所忽略的事实。科学家们早已发现,须鲸在胚胎阶段都是有牙齿的,直到出生后牙齿才变成鲸须。这个问题与爬行类、鸟类和哺乳类的胚胎会出现鳃裂,以及高等脊椎动物的胚胎有脊索等问题,对早期进化理论提出了质疑,达尔文在《物种起源》中最早指出,惟一合理的解释,就是这些奇怪的形态是它们祖先的遗产:“胚胎结构相同透露了祖先相同。”稍后,德国动物学家ErnstHaeckel提出了生物重演律,声称个体发育是种系发生的重演,反映了简化和压缩了的进化过程,通过研究胚胎发育,就能够弄清楚动物的进化过程。这显然是过于简单化和极端的主张,因为胚胎发育重演的只是祖先的某个特定构造,并不重演祖先的整体形态。
问题3巨大的眼窝意味着什么?
在Janjucetus的头骨上,其他值得注意的特征包括眼窝的位置。早期的巴基鲸与陆行鲸像鳄鱼,眼窝位于头顶,到了水栖的原鲸与后来的鲸豚,则位于头部。Janjucetus的眼睛非常大,Fitzgerald说,就是那对巨大的眼窝,直径达到24厘米。这说明,就Janjucetus的大小比例而言(根据Fitzgerald的估计,长度在3.5米左右),在所有已知鲸类中,它的眼睛最大。尽管头骨与现代瓶鼻海豚大小类似,但眼槽的直径却比后者大一倍。它敏锐的大眼睛将帮助它追踪猎物,而后把猎物撕成碎片。
也许,须鲸本身特征和用鲸须过滤海水、捕食鱼虾的生活方式,并不是须鲸亚目自分化以来的基本特征。更可能的情况是,在与齿鲸亚目分道扬镳之后,须鲸亚目呈现出了复杂的进化图景,而其中一种进化成现在常见的蓝鲸、长须鲸等温文尔雅、行动缓慢的种类,而须鲸家族中的另一些成员,则顽强保留着牙齿等猎杀大型鱼类的特征,因此走上了一个奇特的进化方向,成为须鲸家族内部所谓的“问题少年”。用Fitzferald的话来说:“Janjucetus是鲸类发展进化的一个奇特的分支,像是现代须鲸的堂兄弟,而不是直系祖先。”
-进化史
鲸是骆驼的后代?———鲸类陆地祖先之谜
科学家们认为,现代的鲸类起源于食肉的四足哺乳动物,这些鲸类的祖先有点儿像大型的狼,善于漫游和追踪猎物。直到距今5700万年前,即始新世之初,这些食肉动物面临严苛的食物来源,而由于恐龙已灭绝,海洋中的食物资源非常丰富,因此一些哺乳动物毅然跃入大海去开辟一个新世界,结果使它们的躯体经历了深刻的演变,最终成为现代鲸类的样子。(参看上图)
然而,在哺乳动物进化史上占据重要位置的鲸类是如何演变的、鲸类的祖先是谁等疑问,由于没有发现确定性的陆生化石证据,一直无法确切回答并存在着争论。根据牙齿和耳区的形态特征,古生物学家主张鲸类与中爪兽(第三纪早期的一类已经绝灭的、食肉的有蹄动物)最接近;但分子生物学家则相信鲸类属于偶蹄类(如羊、牛、猪、骆驼、鹿),并且是河马(偶蹄目中的一个科)的姐妹群。
2001年出土的一些新化石显示,其踝骨的形态类型是对奔跑的适应,这曾经被认为是偶蹄类特有的,但现在很清楚地出现在鲸类中。所以,形态学证据第一次显示偶蹄类是鲸类最接近的亲戚。这意味着偶蹄类和鲸类形成一个较大类群(即鲸-偶蹄类支系)的两个分支。这些研究人员将中爪兽排除在这个较大的类群外,并指出河马不是鲸类现生的姐妹群,鲸类最接近的化石亲戚可能是已知最早的偶蹄类,如古偶蹄兽(约5000万年前)。
几乎在同时,另一个研究小组在巴基斯坦的西南部发现了大约4700万年前的另一种动物骨骼化石,这些化石也提供了有力的形态学证据,证明鲸不是与中爪兽,而是与偶蹄类有亲缘关系,并且是偶蹄类的后代。
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