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文化

鲸鱼是如何成为地球最大生物的?它的演化史很有意思

Nicholas ST. Fleur2017-05-28 07:04:44

气候变化可能是让这些大型动物开始大吃大喝的原因。

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

鲸鱼很大,非常大,极其大,大到惊人。

长须鲸的体重可以达到 63 吨。弓头鲸体重能到 91 吨。而鲸鱼当中的老大蓝鲸,体重能够达到惊人的 172 吨,这也使得它成为有史以来出现过的最庞大的动物。

一条蓝鲸在加利福尼亚附近海面上。图片版权:SilverbackFilms/BBC

不过既然鲸鱼的体型让我们大开眼界,人们就很想知道它们为什么能长得这么大。

周二发行的《英国皇家学会学报B》(Proceedings of the Royal Society B)上刊登了一篇论文,一个科研团队研究了须鲸类如此巨大的原因——这种滤食性的庞然大物主要包括蓝鲸、弓头鲸和长须鲸。他们发现,这些海洋哺乳动物并不是一开始就这么大的,而是在最近的 450 万年内才开始演化。那么原因是什么呢?气候变化可能是让这些大型动物开始大吃大喝的原因。

须鲸体型变得庞大的时期,正好就是冰川开始覆盖北半球的时期。图片版权:SilverbackFilms/BBC英国广播公司

鲸鱼的演化史很有意思。大约 5000 万年前它们还是陆生的、有蹄的哺乳动物。几百万年后,它们就演化出了鳍,开始在海洋里生存。在大约 2000 万到 3000 万年前,远古鲸鱼中的一部分演化出了滤食能力,这意味着它们一口就可以吞下大群食物。不过即使有了这种滤食能力,鲸鱼还是在几百万年的时间里一直保持着中等身材。

“但在某个时刻,突然它们就变得特别特别大,就像蓝鲸那样,”史密森学会国家自然历史博物馆(Smithsonian Institution’s National Museum of Natural History)海洋哺乳动物化石管理者、论文作者之一尼克·皮森(Nick Pyenson)表示。“就像从小面包车长度的鲸鱼,一下子变得比两辆校车还长。”

皮森博士和同事测量了超过 140 家博物馆里的鲸鱼化石样本,然后把这些数据建成一个统计模型。结果表明,须鲸中有几个不同品类都在同一时期开始变得巨大,并且是彼此独立演化的。演化开始于大约 450 万年前,大型蓝鲸突然就在世界各地的海洋中出现了,同时还有庞大的弓头鲸和长须鲸。

研究人员推断,那段时期应该出现了某种环境变化,这是导致须鲸变大的根本原因。进一步调查研究之后,他们发现那个时期同时也是冰川开始逐步覆盖北半球的开始。

须鲸使用自己的庞然大口滤食鳞虾和小鱼。图片版权:SilverbackFilms/BBC英国广播公司

冰川融化生成的水流可以把铁等营养成分带进沿海水域,而带有强烈季节性的上升流周期会让冷水从海底深处上升,把各种有机物质带到海水表面。在这些生态效应共同作用下,特定时期和特定地点会有大量营养成分进入到海水,从而对海洋食物链形成了一种层叠效应。

大群浮游生物和鳞虾聚集到一起,尽情享用这些营养物质。它们可以长成非常密集的一片,长达几公里,厚度也有 20 米以上。整个海洋成了鲸鱼的大型 “随你吃到饱”自助餐厅。

来自斯坦福大学的比较生理学家、论文的另一位作者杰里米·戈德博根(Jeremy Goldbogen)表示:“虽然很长时间以来,它们身体中一直存在用来滤食的部位,但直到海洋中出现这些大片的食物来源,才可以让滤食变得如此高效。”

此时的须鲸可以一口吞下更多食物,让它们体型变得越来越大。不过这还只是等式的一部分。

450 万年前,须鲸开始朝着巨型身材演化。图片版权:SilverbackFilms/BBC英国广播公司

“到处都有的丰富食物并不会让鲸鱼变得庞大,”芝加哥大学演化生物学家、论文第一作者格拉姆·斯莱特(Graham Slater)表示,“它们还必须被远距离分隔开来。”

由于鳞虾和浮游生物爆发式增长的生态循环是季节性出现的,斯莱特博士表示,鲸鱼肯定会跟随食物来源进行几千公里的迁徙。大型鲸鱼的祖先拥有更大的食物储备,更容易在长距离的季节性迁徙中生存下来,体型较小的须鲸则渐渐灭绝了。

斯莱特说,如果食物来源不是分布得这么遥远的话,鲸鱼可能只会长到某个适应周围环境的特定大小,不可能像我们今天看到的这么庞大。

斯莱特博士还说:“一头蓝鲸进行远距离移动时比小型鲸鱼需要消耗的能量少得多。如果体型巨大,在需要长距离移动时确实会占据很大的优势。”

蓝鲸是有史以来最为庞大的动物。图片版权:SilverbackFilms/BBC 英国广播公司

未参与研究的俄勒冈州立大学行为生态学家阿里·弗里德兰德(Ari S. Friedlaender)表示,这项研究可以让我们更加了解鲸鱼变大的原因。

“这个研究就是让我们可以知道,这些鲸鱼变得如此巨大,是由于海洋里出现了至关重要的影响因素。”他说。

斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的古生物学家理查德·诺里斯(Richard Norris)称这一研究“很有成效”,并表示它可以让如今的科学家了解到海洋世界的历史变迁。

“当我们设想地球在遥远的过去都是什么模样时,一千万年前的鲸鱼和我们现在看到的完全不是同一个类型,” 诺里斯博士表示,“所以从某种意义上说,我们正好生活在这个可以见证海洋里这些庞然大物威严的时期。”


翻译 熊猫译社 乔木

题图来自 NOAA Photo Library

© 2017 THE NEW YORK TIMES

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