地球上存在过的最大动物,源自生活在古印度沼泽中、用四条腿行走的微型鹿状生物。
鲸目动物包括从海豚到鲸鱼的所有物种。它们在哺乳动物中相当独特,因为它们永久生活在海洋中——这一点它们只与其他少数几种胎生、温血物种共享。
但它们的进化祖先并非总是海洋生物。事实上,仅在 5000 万年前,所有鲸目动物的祖先都是一种叫做“Indohyus”的小型生物,它们用四条腿在沼泽中涉水而行。
“Indohyus 基本上看起来就像一只小小的鹿,一只猫那么大的鹿,”东北俄亥俄医科大学教授 Hans Thewissen 说。他研究鲸鱼进化多年,并撰写了 书 《行走的鲸鱼:从陆地到水中的八百万年》。
这些生物是如何从那样变成相当于两辆城市公交车长的蓝鲸的?这需要数千万年里许多微小的变化。
Indohyus 的故乡
Indohyus 属于偶蹄目有蹄类动物,如今包括长颈鹿、马、猪和鲸目动物。研究表明,在大约 5000 万年前的始新世时期,Indohyus 生活在今天的印度和巴基斯坦。如今,一种遥远的鹿状亲戚——水鼷鹿(或称非洲鼠鹿)——可以在从中非到南非地区找到。这些鹿以花朵和水果为食,生活在河流附近,它们利用河流作为逃生路线来躲避陆地捕食者或 甚至老鹰。
Thewissen 研究 分析 Indohyus 化石中的稳定同位素表明,它们以陆地植物为食,但它们致密的骨骼表明它们在水中花费了大量时间。河马——鲸鱼在海洋外最近的亲戚——也拥有致密的骨骼,这有助于它们在湖泊或河流底部行走时保持稳定。
喜爱肉食
Thewissen 说,Indohyus 的进化后代,称为 Pakicetus,在放弃素食饮食后,开始采取更水生的生活方式,这从它们牙齿的外观可以看出。这些生物看起来有点像长身体的狼,也生活在印度-巴基斯坦地区。这些已灭绝动物的残余化石仅在岩石中发现,这表明它们很可能在浅水池中度过了很长时间。
“我们认为它们会待在水中,等待猎物来饮水,类似于鳄鱼,”Thewissen 说。
这些动物之后出现的是 ambulocetids,此时这些生物的口鼻部变得像鳄鱼一样更加拉长。所有四肢也在这类生物中缩短了。“它们是更好的游泳者,”Thewissen 说。“[它们的化石] 在表明沿海环境的岩石中发现。”
到 4900 万至 4200 万年前,remingtonocetids 出现时,这个动物家族开始分化。Thewissen 描述其中一些动物的身体像巨大的水獭,而另一些则拥有细长的口鼻部,有点像今天的 长吻鳄,它们很可能用这些口鼻部将鱼从水中捕获。
“这是一个实验阶段,不同的物种在尝试不同的生活方式,并调整它们的身体以适应,”Thewissen 说。
Thewissen 补充说,其中一些化石碎片在印度-巴基斯坦地区以外被发现,这表明 remingtonocetids 可能能够进行长距离游泳。
水生生活
根据化石分布于从巴基斯坦到美国东部和秘鲁等地的情况,最早开始更广泛地进入海洋的鲸鱼祖先是 4800 万至 4200 万年前的 protocetids。Thewissen 描述它们看起来更像海狮,肢体足以支撑它们在陆地上活动,尽管他指出研究人员仍然不知道这些史前动物身体形状的全部范围。
无论如何,在下一阶段,即 basilosaurids 阶段,总体形状发生了很大变化。它们之所以被称为 basilosaurids,部分原因在于最早发现这些生物的古生物学家认为它们是一种海蛇。实际上,Thewissen 说,它们是“我们真正会认为是鲸鱼”的第一批生物。
basilosaurids 有两种主要的形态。像巨型海蛇一样的,例如 Basilosaurus isis,长度相当于一辆巴士,并且仍然拥有微小的后腿和前肢,这些前肢演变成了鳍状肢。另一组,dorudontines, 出现 看起来有点像海豚,有鳍状肢,没有脖子,但有微小的后腿。它们的尾巴末端还出现了尾鳍,这是今天鲸目动物的特征。尾鳍可能更早出现,与一些 protocetids 有关。
德国法兰克福森肯堡自然历史博物馆的鲸目动物进化研究员 Rachel Racicot 说:“它们随着时间的推移缩短了拇指,并拉长了其他手指。”
虽然喷气孔的发育可能始于 protocetids,但在 basilosaurids 身上才真正显现出来。它们开始形成流线型的头部,鼻子更适合浮出水面呼吸。“它们的鼻子开始靠近头后部,以便更容易呼吸,”Racicot 说。
这些生物在 4200 万至 3400 万年前灭绝——大约是现代鲸目动物祖先进化出现的时候。basilosaurids 的后代完全失去了后腿,并分化为我们今天所知的两个主要鲸鱼类群:须鲸和齿鲸。
须鲸出现在大约 4100 万年前,成为最早的鲸鱼类群。这些最早的鲸鱼包括弓头鲸、座头鲸、露脊鲸和蓝鲸的祖先。齿鲸出现在大约 3400 万年前,是虎鲸、海豚、鼠海豚、抹香鲸、白鲸和喙鲸的祖先,尽管今天仍然存在的最古老的鲸鱼物种仅存在了大约 1000 万年,而大多数物种只有几百万年的历史。
须鲸和齿鲸的主要区别在于它们的进食策略。齿鲸追捕猎物并食用,通常使用回声定位。须鲸仍然是肉食性的,但它们专门以大量的磷虾等微小生物为食,在游泳时通过像烤架一样的鲸须进行过滤。
随着这两个类群从它们的 basilosaurid 祖先中出现,它们也开始发展出另一个使鲸目动物区别于许多哺乳动物的关键组成部分——它们的智慧。“我们看到大脑容量在始新世有了真正的飞跃,”Thewissen 说。
虽然现代对鲸鱼智力的研究正在扩展,但它也揭示了关于这些深海巨人的许多未解之谜。















