“鯨變”中的“痕跡”

    鯨是哺乳動物，可它是如何進(jìn)化成為現(xiàn)在的樣子的呢？是不是從水生爬行動物或者從魚類直接產(chǎn)生的原始哺乳動物？或者是典型哺乳動物的祖先，再可能是從兩次重返水中的陸生哺乳動物演化來的？
    這些問題在18和19世紀(jì)進(jìn)行了大量的討論。達(dá)爾文在《物種起源》第一版中，認(rèn)為鯨是從張嘴在水中游泳、收集浮游昆蟲的類似熊一樣的祖先演化來的。陸生哺乳動物重又變成海生的，這似乎不大可能。想要研究這些問題，化石會成為最好的證據(jù)，然而，我們并沒有太多的化石證據(jù)，今天我們將通過生命奧秘博物館真實(shí)的展品來尋找這些進(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

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

從聽覺器官看“鯨變”

    聽覺是所有鯨類哺乳動物中最具優(yōu)勢的感官。鯨耳朵的特殊構(gòu)造只有通過對內(nèi)部的解剖研究才能發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榭梢姷耐獠繕?gòu)造已經(jīng)消失，具體表現(xiàn)在鯨已經(jīng)沒有了突出的耳朵，因?yàn)橥怀龅亩鋵茐膶焖俣咝в斡局陵P(guān)重要的頭部流線型形狀，所以鯨耳的構(gòu)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(qiáng)有力地上下擺動游泳，其尾巴有主要由軟骨組織而不是硬骨組成了結(jié)實(shí)的水平寬闊尾片。通過圖片可以看到鯨的無骨尾鰭，是鯨游動的主推進(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(cè)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提供力量。

從前肢看“鯨變”

    鯨的前肢進(jìn)化成為闊鰭，有相應(yīng)的短臂和大大延長的手指；它們的運(yùn)動有助于游泳過程中掌握方向，也可用于母鯨為他們的子鯨導(dǎo)向。

從鯨肋骨看“鯨變”

    肋骨與肋骨、肋骨與內(nèi)臟之間都有很大的空間，因?yàn)閷挻蟮目臻g，為胸腔內(nèi)肺的膨脹時間和壓縮空間創(chuàng)造了條件，鯨肋骨的空間構(gòu)造比陸生動物動物更大，對適應(yīng)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(kuò)展下頜活動關(guān)節(jié)的后面。一般人們可以根據(jù)水柱的數(shù)量和高矮來判斷齒鯨還是須鯨（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。別小瞧了這個痕跡器官，痕跡器官的存在，支持了生物進(jìn)化論的觀點(diǎn)，有助于了解各種器官在進(jìn)化過程中的改變，從而了解動物的進(jìn)化歷程。

    圖片六中標(biāo)注的地方為鯨的后肢骨，此處證實(shí)了鯨與偶蹄動物的姻親關(guān)系。為了適應(yīng)海洋中的生活，鯨開始用背部和尾巴去適應(yīng)海洋，學(xué)會游泳，而后肢的作用則逐漸減弱，器官開始退化?，F(xiàn)在鯨類的后肢常常僅以不規(guī)則的形態(tài)出現(xiàn)，與強(qiáng)壯的脊椎相比，不規(guī)則的后肢骨逐漸成為標(biāo)志。但是，鯨形成后肢的基因仍然存在，在少數(shù)情況下，這種基因會活躍在胚胎中產(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(xiàn)，還在原始蛇類，如巨蟒和蟒蛇中出現(xiàn)過。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蟒蛇的兩只腳。

其實(shí)，直到1980年代都沒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(jié)構(gòu)和DNA序列的生物化學(xué)家鑒別出，河馬是鯨類動物活著的最近親屬。到2001年古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種動物(命名為巴基鯨)的較完整骨架及幾個稍后一些的親屬。這些鯨的祖先有著腿、臀部和強(qiáng)壯得利的足，可以在陸地上行走，在淺水里跋涉，并像現(xiàn)在鯨類那樣游泳。但從這些化石中還不能確定，它們是否在水下哺育動物。后期的發(fā)現(xiàn)的化石可以看到，鯨類更加擅長游泳，替代了行走的能力，后腿及臀部的大小逐漸縮減，不適合附著在脊柱上，而尾巴變得更長、更強(qiáng)而有力。始新世后期，發(fā)現(xiàn)了很多鯨類動物的化石，可以證明鯨在相當(dāng)短的時期內(nèi)已進(jìn)化成了完全適應(yīng)海洋的哺乳動物。

最后，借用弗勞爾教授向英國科學(xué)知識普及協(xié)會發(fā)表演講的一段話來總結(jié)一下鯨起源的現(xiàn)代觀點(diǎn)：我們可以推斷，給我們自己描繪一些原始性概括的、時常出沒于沼澤地的動物。它具有像現(xiàn)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(yǎng)方式是雜食性的，可能是水生植物與貝類、蠕蟲和淡水甲殼類動物，逐步變得越來越適應(yīng)進(jìn)入在為它們居住的沼澤地有水生動植物的一側(cè)上已成為它們準(zhǔn)備好的空地，所以，漸漸地改變?yōu)闂⒃诤春恿髦械?、類似海豚的生物，并最終發(fā)現(xiàn)它們進(jìn)入了海洋的途徑。