“鯨變”中的“痕跡”

    鯨是哺乳動(dòng)物，可它是如何進(jìn)化成為現在的樣子的呢？是不是從水生爬行動(dòng)物或者從魚(yú)類(lèi)直接產(chǎn)生的原始哺乳動(dòng)物？或者是典型哺乳動(dòng)物的祖先，再可能是從兩次重返水中的陸生哺乳動(dòng)物演化來(lái)的？
    這些問(wèn)題在18和19世紀進(jìn)行了大量的討論。達爾文在《物種起源》第一版中，認為鯨是從張嘴在水中游泳、收集浮游昆蟲(chóng)的類(lèi)似熊一樣的祖先演化來(lái)的。陸生哺乳動(dòng)物重又變成海生的，這似乎不大可能。想要研究這些問(wèn)題，化石會(huì )成為最好的證據，然而，我們并沒(méi)有太多的化石證據，今天我們將通過(guò)生命奧秘博物館真實(shí)的展品來(lái)尋找這些進(jìn)化的痕跡！

我們以博物館的明星展品小鳁鯨為代表為大家介紹。

鯨的特性

    雖然鯨與魚(yú)生活在一起，而且其行為在很多方面像魚(yú)，但它們還保持著(zhù)哺乳動(dòng)物的本質(zhì)特性：全都是胎生幼崽，并親自哺乳；通過(guò)肺呼吸，而不是鰓過(guò)濾空氣；全部是熱血動(dòng)物，有毛皮或起源于毛皮一類(lèi)的須的結構；脊椎總是上下彎曲，而不是像魚(yú)、兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物那樣側向彎曲。

從聽(tīng)覺(jué)器官看“鯨變”

    聽(tīng)覺(jué)是所有鯨類(lèi)哺乳動(dòng)物中最具優(yōu)勢的感官。鯨耳朵的特殊構造只有通過(guò)對內部的解剖研究才能發(fā)現，因為可見(jiàn)的外部構造已經(jīng)消失，具體表現在鯨已經(jīng)沒(méi)有了突出的耳朵，因為突出的耳朵將會(huì )破壞對快速而高效游泳至關(guān)重要的頭部流線(xiàn)型形狀，所以鯨耳的構造對于鯨的各種平衡姿態(tài)、浮潛及游泳特技具有特殊的意義。

從尾部肌肉看“鯨變”

    鯨依靠尾巴強有力地上下擺動(dòng)游泳，其尾巴有主要由軟骨組織而不是硬骨組成了結實(shí)的水平寬闊尾片。通過(guò)圖片可以看到鯨的無(wú)骨尾鰭，是鯨游動(dòng)的主推進(jìn)器官。從圖片中可以看到鯨的大量肌腱，有三組：肌腱向上、向下、向側牽扯尾部可以產(chǎn)生巨大的力量，正是尾鰭上的這一大群肌肉為尾部的上下擺動(dòng)提供力量。

從前肢看“鯨變”

    鯨的前肢進(jìn)化成為闊鰭，有相應的短臂和大大延長(cháng)的手指；它們的運動(dòng)有助于游泳過(guò)程中掌握方向，也可用于母鯨為他們的子鯨導向。

從鯨肋骨看“鯨變”

    肋骨與肋骨、肋骨與內臟之間都有很大的空間，因為寬大的空間，為胸腔內肺的膨脹時(shí)間和壓縮空間創(chuàng )造了條件，鯨肋骨的空間構造比陸生動(dòng)物動(dòng)物更大，對適應深潛極為重要。

從鯨的鼻孔看“鯨變”

    小鳁鯨的鼻孔，也就是鯨的噴水孔，反映了長(cháng)期潛水后肺拍出氣體的力量在頭的頂部很后的地方，幾乎在形成大嘴的擴展下頜活動(dòng)關(guān)節的后面。一般人們可以根據水柱的數量和高矮來(lái)判斷齒鯨還是須鯨（須鯨雙鼻孔，齒鯨單鼻孔）

從后肢骨痕跡看“鯨變”

    痕跡器官是指失去原有功能，在發(fā)育中退化，只留殘跡的器官。別小瞧了這個(gè)痕跡器官，痕跡器官的存在，支持了生物進(jìn)化論的觀(guān)點(diǎn)，有助于了解各種器官在進(jìn)化過(guò)程中的改變，從而了解動(dòng)物的進(jìn)化歷程。

    圖片六中標注的地方為鯨的后肢骨，此處證實(shí)了鯨與偶蹄動(dòng)物的姻親關(guān)系。為了適應海洋中的生活，鯨開(kāi)始用背部和尾巴去適應海洋，學(xué)會(huì )游泳，而后肢的作用則逐漸減弱，器官開(kāi)始退化?，F在鯨類(lèi)的后肢常常僅以不規則的形態(tài)出現，與強壯的脊椎相比，不規則的后肢骨逐漸成為標志。但是，鯨形成后肢的基因仍然存在，在少數情況下，這種基因會(huì )活躍在胚胎中產(chǎn)生發(fā)育不全的后腿。

這種退化的后肢骨不僅在鯨身上有體現，還在原始蛇類(lèi)，如巨蟒和蟒蛇中出現過(guò)。圖七為生命奧秘博物館展品黃金蟒蛇，展品的后肢部分還能清晰地看見(jiàn)蟒蛇的兩只腳。

其實(shí)，直到1980年代都沒(méi)有任何已知的化石能闡明鯨的早期進(jìn)化情況。在1980年代后期，研究各種蛋白質(zhì)分子結構和DNA序列的生物化學(xué)家鑒別出，河馬是鯨類(lèi)動(dòng)物活著(zhù)的最近親屬。到2001年古生物學(xué)家發(fā)現了一種動(dòng)物(命名為巴基鯨)的較完整骨架及幾個(gè)稍后一些的親屬。這些鯨的祖先有著(zhù)腿、臀部和強壯得利的足，可以在陸地上行走，在淺水里跋涉，并像現在鯨類(lèi)那樣游泳。但從這些化石中還不能確定，它們是否在水下哺育動(dòng)物。后期的發(fā)現的化石可以看到，鯨類(lèi)更加擅長(cháng)游泳，替代了行走的能力，后腿及臀部的大小逐漸縮減，不適合附著(zhù)在脊柱上，而尾巴變得更長(cháng)、更強而有力。始新世后期，發(fā)現了很多鯨類(lèi)動(dòng)物的化石，可以證明鯨在相當短的時(shí)期內已進(jìn)化成了完全適應海洋的哺乳動(dòng)物。

最后，借用弗勞爾教授向英國科學(xué)知識普及協(xié)會(huì )發(fā)表演講的一段話(huà)來(lái)總結一下鯨起源的現代觀(guān)點(diǎn)：我們可以推斷，給我們自己描繪一些原始性概括的、時(shí)常出沒(méi)于沼澤地的動(dòng)物。它具有像現代河馬那樣稀疏的毛發(fā)，但也具有游泳用的闊尾巴和短四肢。它們的喂養方式是雜食性的，可能是水生植物與貝類(lèi)、蠕蟲(chóng)和淡水甲殼類(lèi)動(dòng)物，逐步變得越來(lái)越適應進(jìn)入在為它們居住的沼澤地有水生動(dòng)植物的一側上已成為它們準備好的空地，所以，漸漸地改變?yōu)闂⒃诤春恿髦械?、?lèi)似海豚的生物，并最終發(fā)現它們進(jìn)入了海洋的途徑。