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鯨魚是如何成為地球最大生物的?它的演化史很有意思【好奇心日報】

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鯨魚很大, 非常大, 極其大, 大到驚人。

長鬚鯨的體重可以達到 63 噸。 弓頭鯨體重能到 91 噸。

而鯨魚當中的老大藍鯨, 體重能夠達到驚人的 172 噸, 這也使得它成為有史以來出現過的最龐大的動物。

一條藍鯨在加利福尼亞附近海面上。 圖片版權:SilverbackFilms/BBC

不過既然鯨魚的體型讓我們大開眼界, 人們就很想知道它們為什麼能長得這麼大。

週二發行的《英國皇家學會學報B》(Proceedings of the Royal Society B)上刊登了一篇論文, 一個科研團隊研究了須鯨類如此巨大的原因——這種濾食性的龐然大物主要包括藍鯨、弓頭鯨和長鬚鯨。 他們發現, 這些海洋哺乳動物並不是一開始就這麼大的, 而是在最近的 450 萬年內才開始演化。 那麼原因是什麼呢?氣候變化可能是讓這些大型動物開始大吃大喝的原因。

須鯨體型變得龐大的時期, 正好就是冰川開始覆蓋北半球的時期。 圖片版權:SilverbackFilms/BBC英國廣播公司

鯨魚的演化史很有意思。 大約 5000 萬年前它們還是陸生的、有蹄的哺乳動物。 幾百萬年後, 它們就演化出了鰭, 開始在海洋裡生存。 在大約 2000 萬到 3000 萬年前, 遠古鯨魚中的一部分演化出了濾食能力, 這意味著它們一口就可以吞下大群食物。 不過即使有了這種濾食能力, 鯨魚還是在幾百萬年的時間裡一直保持著中等身材。

“但在某個時刻, 突然它們就變得特別特別大, 就像藍鯨那樣, ”史密森學會國家自然歷史博物館(Smithsonian Institution’s National Museum of Natural History)海洋哺乳動物化石管理者、論文作者之一尼克·皮森(Nick Pyenson)表示。

“就像從小麵包車長度的鯨魚, 一下子變得比兩輛校車還長。 ”

皮森博士和同事測量了超過 140 家博物館裡的鯨魚化石樣本, 然後把這些資料建成一個統計模型。 結果表明, 須鯨中有幾個不同品類都在同一時期開始變得巨大, 並且是彼此獨立演化的。 演化開始於大約 450 萬年前, 大型藍鯨突然就在世界各地的海洋中出現了, 同時還有龐大的弓頭鯨和長鬚鯨。

研究人員推斷, 那段時期應該出現了某種環境變化, 這是導致須鯨變大的根本原因。 進一步調查研究之後, 他們發現那個時期同時也是冰川開始逐步覆蓋北半球的開始。

須鯨使用自己的龐然大口濾食鱗蝦和小魚。 圖片版權:SilverbackFilms/BBC英國廣播公司

冰川融化生成的水流可以把鐵等營養成分帶進沿海水域, 而帶有強烈季節性的上升流週期會讓冷水從海底深處上升, 把各種有機物質帶到海水表面。 在這些生態效應共同作用下, 特定時期和特定地點會有大量營養成分進入到海水, 從而對海洋食物鏈形成了一種層疊效應。

大群浮游生物和鱗蝦聚集到一起,盡情享用這些營養物質。它們可以長成非常密集的一片,長達幾公里,厚度也有 20 米以上。整個海洋成了鯨魚的大型 “隨你吃到飽”自助餐廳。

來自斯坦福大學的比較生理學家、論文的另一位作者傑瑞米·戈德博根(Jeremy Goldbogen)表示:“雖然很長時間以來,它們身體中一直存在用來濾食的部位,但直到海洋中出現這些大片的食物來源,才可以讓濾食變得如此高效。”

此時的須鯨可以一口吞下更多食物,讓它們體型變得越來越大。不過這還只是等式的一部分。

450 萬年前,須鯨開始朝著巨型身材演化。圖片版權:SilverbackFilms/BBC英國廣播公司

“到處都有的豐富食物並不會讓鯨魚變得龐大,”芝加哥大學演化生物學家、論文第一作者格拉姆·斯萊特(Graham Slater)表示,“它們還必須被遠距離分隔開來。”

由於鱗蝦和浮游生物爆發式增長的生態迴圈是季節性出現的,斯萊特博士表示,鯨魚肯定會跟隨食物來源進行幾千公里的遷徙。大型鯨魚的祖先擁有更大的食物儲備,更容易在長距離的季節性遷徙中生存下來,體型較小的須鯨則漸漸滅絕了。

斯萊特說,如果食物來源不是分佈得這麼遙遠的話,鯨魚可能只會長到某個適應周圍環境的特定大小,不可能像我們今天看到的這麼龐大。

斯萊特博士還說:“一頭藍鯨進行遠距離移動時比小型鯨魚需要消耗的能量少得多。如果體型巨大,在需要長距離移動時確實會佔據很大的優勢。”

藍鯨是有史以來最為龐大的動物。圖片版權:SilverbackFilms/BBC 英國廣播公司

未參與研究的俄勒岡州立大學行為生態學家阿裡·弗裡德蘭德(Ari S. Friedlaender)表示,這項研究可以讓我們更加瞭解鯨魚變大的原因。

“這個研究就是讓我們可以知道,這些鯨魚變得如此巨大,是由於海洋裡出現了至關重要的影響因素。”他說。

斯克裡普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的古生物學家理查·諾裡斯(Richard Norris)稱這一研究“很有成效”,並表示它可以讓如今的科學家瞭解到海洋世界的歷史變遷。

“當我們設想地球在遙遠的過去都是什麼模樣時,一千萬年前的鯨魚和我們現在看到的完全不是同一個類型,” 諾裡斯博士表示,“所以從某種意義上說,我們正好生活在這個可以見證海洋裡這些龐然大物威嚴的時期。”

翻譯 熊貓譯社 喬木

題圖來自 NOAA Photo Library

© 2017 THE NEW YORK TIMES

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大群浮游生物和鱗蝦聚集到一起,盡情享用這些營養物質。它們可以長成非常密集的一片,長達幾公里,厚度也有 20 米以上。整個海洋成了鯨魚的大型 “隨你吃到飽”自助餐廳。

來自斯坦福大學的比較生理學家、論文的另一位作者傑瑞米·戈德博根(Jeremy Goldbogen)表示:“雖然很長時間以來,它們身體中一直存在用來濾食的部位,但直到海洋中出現這些大片的食物來源,才可以讓濾食變得如此高效。”

此時的須鯨可以一口吞下更多食物,讓它們體型變得越來越大。不過這還只是等式的一部分。

450 萬年前,須鯨開始朝著巨型身材演化。圖片版權:SilverbackFilms/BBC英國廣播公司

“到處都有的豐富食物並不會讓鯨魚變得龐大,”芝加哥大學演化生物學家、論文第一作者格拉姆·斯萊特(Graham Slater)表示,“它們還必須被遠距離分隔開來。”

由於鱗蝦和浮游生物爆發式增長的生態迴圈是季節性出現的,斯萊特博士表示,鯨魚肯定會跟隨食物來源進行幾千公里的遷徙。大型鯨魚的祖先擁有更大的食物儲備,更容易在長距離的季節性遷徙中生存下來,體型較小的須鯨則漸漸滅絕了。

斯萊特說,如果食物來源不是分佈得這麼遙遠的話,鯨魚可能只會長到某個適應周圍環境的特定大小,不可能像我們今天看到的這麼龐大。

斯萊特博士還說:“一頭藍鯨進行遠距離移動時比小型鯨魚需要消耗的能量少得多。如果體型巨大,在需要長距離移動時確實會佔據很大的優勢。”

藍鯨是有史以來最為龐大的動物。圖片版權:SilverbackFilms/BBC 英國廣播公司

未參與研究的俄勒岡州立大學行為生態學家阿裡·弗裡德蘭德(Ari S. Friedlaender)表示,這項研究可以讓我們更加瞭解鯨魚變大的原因。

“這個研究就是讓我們可以知道,這些鯨魚變得如此巨大,是由於海洋裡出現了至關重要的影響因素。”他說。

斯克裡普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的古生物學家理查·諾裡斯(Richard Norris)稱這一研究“很有成效”,並表示它可以讓如今的科學家瞭解到海洋世界的歷史變遷。

“當我們設想地球在遙遠的過去都是什麼模樣時,一千萬年前的鯨魚和我們現在看到的完全不是同一個類型,” 諾裡斯博士表示,“所以從某種意義上說,我們正好生活在這個可以見證海洋裡這些龐然大物威嚴的時期。”

翻譯 熊貓譯社 喬木

題圖來自 NOAA Photo Library

© 2017 THE NEW YORK TIMES

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