為什麼鯨魚沒有進化出大眼睛(鯨魚奇特進化方向)
2023-10-06 00:18:23
鯨魚通常給人留下的對人類友善、腦容量大、智商高的形象,這些擁有複雜行為特徵的海洋哺乳動物,讓人對它們充滿好奇。
在其憨憨可愛的表面之下,海洋生物學家發現一些鯨類的頭骨奇特,看起來非常不對稱,而且正在朝著更加不對稱的方向進化!
鯨魚頭骨
很多人也有輕微的頭骨歪斜,除了因為宮腔內環境受限,就是嬰兒時期睡覺姿勢不對導致;人有時候望鏡子看久了會覺得自己臉不對稱,除了頭骨問題,就是面部肌肉問題了。
而一些鯨類頭骨的嚴重不對稱已經刻入基因,代代相傳。
為啥會進化出頭骨不對稱的情況?並不是所有的鯨魚頭骨都會這樣,出現這種情況的都是齒鯨!
英國海洋生物學家的最新研究表明不對稱的鯨魚頭骨最早出現在大約3000萬年前,隨著這些生物進化成為我們今天所知的現代齒鯨物種,相比於祖先,它們的頭骨變得更加不對稱。
生物的進化在於適應環境,適者生存!
所以頭骨出現這種變化的原因,需要看看它們在過去的是如何生存和適應自然的。
與其它生物相比,鯨魚化石稱得上非常豐富,科學家們稱鯨魚為「進化的典型代表」。完整的鯨魚頭骨和骨架最早可以追溯到5000萬年前,不同時代的化石記錄下了豐富的信息。
通過不同時代的鯨魚化石,今天人們仿佛看延時攝影般,看著鯨魚的鼻孔從鼻尖移動到頭頂,不過這個時間跨度達到千萬年。
呼吸孔移動到頭頂,讓它們不用刻意抬起頭部,只需要頭頂露出水面,就能完成換氣。
頭骨進化的非常不對稱的齒鯨,泛稱那些長有細密而銳利的圓錐狀同型齒的鯨類,比如抹香鯨、淡水豚、海豚、獨角鯨等。
白鯨頭骨
之所以進化成這種不對稱結構,主要是齒鯨為了進行回聲定位。
齒鯨有一團被稱為額隆的脂肪組織,它屬於鼻腔的一部分,位置大約於吻端至噴氣孔之間,它組織的密度近似於水,發出的聲波能以能量損失最小的形式向外傳播出去。
額隆可以用來集中聲波,是齒鯨們用來溝通以及回聲定位的重要器官,可以協助探索周遭環境,或是尋找躲藏的獵物。
相比之下鬚鯨就沒有,所以說並不是所有鯨魚都自帶聲納!
用於回聲定位的軟組織位於齒鯨頭骨上方的靠左側,這使得它們的前額呈球狀,同時也導致額隆下方的骨頭向左傾斜,頭骨不對稱的特徵有助於利用回聲判斷準確地判斷獵物的方位。
因為齒鯨捕獵的主要是較大體型的動物,這些動物靈活性並不弱,造成對獵物的精準位置探測十分重要。隨著齒鯨的進化,它們的頭骨變得越來越不對稱。
為什麼其它鯨魚並沒有出現這種情況?早期的鯨魚被稱為「古鯨」,就是字面意思的「古代鯨魚」,包括現代鯨魚的祖先。
古鯨擁有後肢,不像今日的鯨類,古鯨甚至可以完全在陸地上活動。
巴基鯨
比如在巴基斯坦發現的巴基鯨,雖然名字裡帶個鯨字,但作為已滅絕的陸上哺乳動物及鯨魚的過渡物種,五千萬年前的它們個頭卻只有狼那麼大。
花了大約800多萬年的時間,它們從在陸地上行走進化成完全生活在水裡。
然後大約在3400萬年前,原始的齒鯨產生了分化:一部分和祖先們一樣嘴裡有牙齒。而另一部分逐漸分化,因為主要以磷蝦為食,擠壓水流從自己口中濾出食物,口中的尖牙慢慢退化,更適合濾食。
今天最大的鯨魚——藍鯨就屬於鬚鯨,因為個頭大,鯨吞下一大口海水,鯨鬚從水中過濾出磷蝦、小魚、貝類這些食物。
鯨鬚
以往一些化石證據顯示,古鯨魚就已經有不對稱的鼻部,科學家懷疑可能是化石在漫長歲月中的變形,也可能是四千多萬年前的古鯨魚就已經能在水下聽聲辯位。
然而,作為古鯨類的後代,包括藍鯨在內的鬚鯨,卻沿著一條完全不同的進化道路分化。它們進化出鯨鬚濾食系統,頭骨比古鯨類和齒鯨更對稱。它們並沒有回聲定位的高超本領。
那麼鯨魚頭骨進化出不對稱性究竟是從什麼時候開始的呢?
倫敦大學學院研究人員通過對162個鯨魚頭骨進行3D掃描,繪製鯨魚譜系圖,精確地追蹤它在進化史上首次出現的時間。
鼻面不對稱大約在3000萬年前首次出現,也就是齒鯨與鬚鯨分化的四百萬年後。
在需要更準確地感知水下環境捕捉獵物的條件下,早期齒鯨進化出了發出高頻聲波能力和掌握回聲定位,頭骨不對稱的情況也同時出現。
這種頭骨不對稱最顯著的是抹香鯨和獨角鯨,它們都經常前往深海捕食,在那種極端黑暗環境下,眼睛基本起不到任何作用,強大的回聲定位是它們發現獵物、捕殺獵物的最有效探測方式。
藍鯨這樣的鬚鯨之所以沒這樣的本領,是因為祖上壓根就沒掌握過,那是「分家」之後的齒鯨進化出的本領,而且鬚鯨這種鯨吞磷蝦群的濾食方式,依靠視力足以完成。
在白鯨、虎鯨、海豚們充滿脂肪的額頭之下,頭骨變得越來越不對稱,對於它們是件好事兒,說明它們的回聲定位技術變得越來越精準。
這隻大白胖的過於奇特,真實性不可考,當個表情包就行
就是不知道頭骨越來越不對稱的齒鯨,還會長得這麼圓潤可愛嗎?(圖片來自網絡,如侵刪)
參考資料:
Wonky whales: the evolution of cranial asymmetry in cetaceans.Ellen J. Coombs,Julien Clavel.
《鯨類濾食起源》
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