海洋研究中的一大谜团是如何演化出鲸须的，这种独特的板状和刷状结构使它们每天能够滤食数千磅的磷虾和浮游生物。
由于须鲸的祖先有牙齿，人们曾认为一些史前鲸开始用牙齿像筛子一样滤食。随着时间的推移，滤食行为会促使鲸演化出须鲸来填补牙齿间的空隙，最终完全取代牙齿。另一种理论是，一个过渡性的史前鲸类群在失去牙齿之前，有一段时间同时使用须鲸和牙齿进行进食。但这些长期存在的观点都可能被一项新发现所推翻，该发现表明了从有牙到无须的另一种演化进程。
古生物学家 Carlos Mauricio Peredo 和他的研究团队表示，一具来自俄勒冈海岸、距今 3300 万年的史前鲸的化石既没有牙齿也没有须鲸。他们在一篇本周发表于《Current Biology》的文章中指出，这表明一些史前鲸首先失去了牙齿，然后才演化出了须鲸。
“鲸如何演化出须鲸的具体细节，一直是自达尔文以来就存在的谜团，”Peredo 说。“由于这种动物本身既没有牙齿也没有须鲸，这告诉我们，齿的消失是一个独立的演化过程，发生在须鲸出现之前。这几乎是一个两步过程：首先失去牙齿，然后才演化出须鲸。”
母亲鲸
该物种被命名为“Maiabalaena”，意为“母亲鲸”，最初由业余化石收藏家 Douglas Emlong 在 20 世纪 70 年代中期沿着太平洋海岸发现，他将他的收藏捐赠给了史密森尼学会博物馆。该化石包含一个近乎完整的头骨、耳骨、下颌骨和相关的颅后骨骼。尽管直到现在它都没有被深入研究，但 Peredo 和他的团队知道这头鲸的嘴巴可能隐藏着一个故事。
乔治梅森大学和国家自然历史博物馆的古生物学家 Carlos Mauricio Peredo 与 3300 万年前一具没有牙齿也没有须鲸的鲸鱼化石 Maiabalaena 站在一起。（图片来源：史密森尼学会博物馆）
史密森尼学会博物馆
乔治梅森大学和国家自然历史博物馆的古生物学家 Carlos Mauricio Peredo 与 3300 万年前一具没有牙齿也没有须鲸的鲸鱼化石 Maiabalaena 站在一起。（图片来源：史密森尼学会博物馆）
“这具化石非常重要……基于它的解剖结构和在鲸鱼家族树中的位置，”Peredo 说。
这头鲸生活在始新世-渐新世时期，这是一个影响史前鲸进食行为的重大生态变革时期。活着的时候，这头鲸大约有 15 英尺长——以现代鲸鱼的标准来看相当小。
须鲸很少能形成化石，因为它是由角蛋白组成的——这与头发、指甲和蹄子中的蛋白质是相同的。因此，研究人员必须寻找筛孔的迹象，筛孔是下颌骨上的小孔，其中包含与滤食性须鲸牙龈相连的血管和神经。
研究人员观察到，Maiabalaena 缺乏筛孔。下颌骨也缺乏容纳牙齿的齿槽。这使得研究团队想知道这头鲸在没有牙齿或须鲸的情况下是如何进食的。这时一个启示出现了：吸食。
许多现代鲸类——例如白鲸、独角鲸和喙鲸——已经失去了大部分功能性牙齿，主要通过吸食单件猎物（如鱼和鱿鱼）来进食。研究人员并没有真正考虑吸食在鲸类演化史中的作用。但 Peredo 说，一个“吸食阶段”听起来并没有那么奇怪。
“鲸鱼完全不吃牙齿就能进食是完全可行的。吸食是一种非常有效的进食方式，对鲸鱼来说显然是有效的。很多鲸鱼都以吸食为主，并且作为主要的进食方式做得相当好，”Peredo 说。
吸食
哺乳动物的吸食能力要归功于它们的舌骨。化石中观察到的这些骨骼位于喉部，作为肌肉的附着点，这些肌肉可以拉动舌头，在口腔内产生负压。这种机制基本上创造了一个真空，促进吞咽。
“这是哺乳动物一种非常基础和原始的进食方式，”Peredo 说。“就像我们婴儿时期一样。所有哺乳动物出生时都能做到这一点，而鲸鱼则在成年后继续这样做。”
Peredo 表示，尽管 Maiabalaena 似乎存在于有牙和无须的过渡时期，但相对而言，这个时期很短，大约有 1300 万年。
现存最古老的有牙须鲸近亲——秘鲁的 Mystacodon selenensis——可追溯到约 3600 万年前。仅在三百万年后，就出现了无齿的 Maiabalaena，也就是 Peredo 团队研究的化石。一千万年后，真正的须鲸滤食鲸开始出现。
这些第一批长有刷状嘴唇的鲸鱼的出现，也使鲸类走上了巨型化的道路，因为它们可以一次性摄入更多的食物。但须鲸为何会取代牙齿，这一点至今仍有些未知。
“‘为什么’始终是最难的部分。最准确但又有点无聊的答案是，在某个时刻，以这种方式进食变得更有效率，”Peredo 说。“滤食让你能够批量进食。批量进食比一次只针对单一猎物目标效率更高，成本更低。”
很明显，关于这些神秘生物的历史还有很多需要学习。有时，这只是需要用新的眼光看待化石，并将它们联系起来。
“每一块化石都像一个乐高积木或拼图的一块。就像在玩一个一万块的拼图，而你还缺十分之一的拼块，”Peredo 说。
