鲸为什么能长这么大
2017-08-11船舷
船舷
它们是地球上最大的生物,却以体型微小的磷虾为食;它们行动诡秘,生物学家追踪百年,至今没有发现它们生殖的秘密;而它们重返海洋的进化之谜,更是充满传奇色彩。
在没有发现蓝鲸之前,科学家认为一种名叫阿根廷龙的恐龙曾经是地球上最大的动物。化石复原证明,阿根廷龙可以长到90吨重,与人类相比,当然是庞然大物了。但与体积更大的蓝鲸相比,就小巫见大巫,不值一提了。
人类目睹到的最大的蓝鲸体长超过30米,体重高达180吨。它的心脏和小汽车一样大,巨大的口腔能容纳50个人,婴儿可以在它的管状动脉里自由爬行。刚出生的幼鲸比一头成年大象还重,一天就要喝下400升母乳,一昼夜可增加90千克体重……
鲸是海洋哺乳动物,不是鱼
鲸不是鱼,在动物进化和分类上,鲸比鱼高级得多,也聪明得多,简直不可同日而语。鱼是卵生,鲸是胎生,幼鲸吃奶,还有少许毛发。鱼靠鳃在水中呼吸,鲸用肺呼吸,鼻孔在头的顶部,每隔数十秒至数十分钟要浮出水面呼吸一次。“鲸鱼”这个俗称很不恰当,尽管它们是哺乳动物中的另类。
鲸的种类很多,总的来说可以分为两大类:一类是须鲸,没有牙齿;一类是齿鲸,有锋利的牙齿。须鲸主要吃虾和小鱼。它们猎食的方式很特别,无须刻意捕猎。在磷虾聚集的南冰洋,它们在海洋里游动时,只需张开大嘴,把磷虾、小鱼连同海水一齐吸进嘴里,然后闭上嘴,把海水从须板中间滤出来,就可以把小鱼小虾吞进肚子里,一顿就能吃掉1吨的食物。齿鲸主要吃大鱼和海兽,比如虎鲸以海豹、海象为食,还喜欢吃须鲸的舌头。在南冰洋须鲸的进食地,经常漂浮着被虎鲸吃掉舌头的座头鲸或蓝鲸的尸体。人类将虎鲸称为杀人鲸,其实它们与人类遭遇的可能微乎其微,更不会专以人类为食了。
鲸为什么能长得如此之大,让地球上的所有生物都望尘莫及呢?
巨型身体, 缘自奇异的进化
第一批勇于冒险的海洋生物在3.65亿年前登上陆地,树起了脊椎动物的旗帜;经过漫长进化后,哺乳动物应运而生。6500万年前恐龙灭绝后,在哺乳动物即将繁盛的关键时刻,个别家伙竟然逆潮流而动,萌生了重返海洋的念头,并很快付诸行动。它们就是鲸类的先祖——红鲸,这是一种以海洋鱼类为食,尚可进行陆地短途行走的准鲸。
继续回溯,鲸是从一种名为中兽、模样像牛犊的哺乳动物进化而来的。DNA检测证明,鲸的基因与骆驼和牛的基因最接近,远远高于其他海洋生物。
早在亚里士多德时代,人类就发现了鲸、豚等海洋哺乳动物与鱼类的明显区别,并一直试图揭开它们的进化之谜。直到最近,空白点才逐渐被还原再现。
用美国密歇根大学古生物学家菲利普·金格理西的话说,鲸向海洋的迁徙是生物进化史的一次超越性变异。它们在已经成功地具备了在陆地上生活的器官和能力,也经历了漫长的陆地生活后,是什么召唤它们重返大海呢?而且只用1000万年,就完成了历经亿万年练就的逆向进化。金格理西是世界顶尖的鲸研究专家。
头骨化石证明,在中兽之后、红鲸之前,鲸经历了较长的“游走鲸”阶段。它们以海洋生物为食,也可以在陆地上行走,体型与今天的海狮差不多,是典型的兩栖动物,也是鲸的祖先与现代鲸的重要过渡。
而菲利普·金格理西发现的红鲸化石说明,它们绝大多数时间生活在海里,虽然能在陆地做短暂停留,但它们的后肢越发短小,紧紧贴在身体两侧,已经无法在它们游泳时提供动力了。它们的脊骨已经变得更加自由松散,可以像现代鲸一样上下运动了,帮助水平尾鳍有力地击水,以推进身体前进。它们的身体形状也更接近流线型。
鲸是利用进化机遇的高手
大约3000万年前,鲸基本完成了重归大海的所有逆向进化,成为一种成功的海洋生物。它们从海洋生物进化到四足哺乳动物耗费了几亿年光景,而从四足哺乳动物还原回海洋生物仅用了1000万年,从进化史的意义上说,这几乎等于没用什么时间。
鲸的这种突击式进化,是否与它们的基因和体量有某种内在的联系呢?
事实证明,它们能有日后的巨无霸身材,的确与抓住那次短暂的进化机遇,义无反顾地重返海洋故乡密切相关。可以这么讲,一旦坐失那次进化机遇,鲸,也就不能称其为鲸了。
现代科学证明,生物的体量,也就是它能长到多大、长成啥模样和寿命的长短,是由基因和环境共同决定的。鲸之所以能长到上百吨,是因为海水的浮力极大地抵消了巨大体型带来的体重问题。再加上鲸的基因,使它成为地球上体型最大的海洋哺乳动物。
看看人类超级巨胖们的悲惨经历,自由行动成为他们最大的困难,也是最大的挑战。想超越基因赋予我们的正常体重,是一件非常痛苦而危险的事情,最好不要尝试。
菲利普·金格理西表示,决定鲸祖先重返海洋的主要原因是食物,是大海中唾手可得的丰富食物。这就像我们人类祖先吃光树上的果子后,不得不来到陆地上觅食一样。鲸和类人猿都不会意识到,自己的本能行为可能与物种进化扯上关系。
“有意思的是,食物的选择的确在鲸进化方面起着很大作用。只吃小鱼小虾的须鲸体型较大,比如蓝鲸和座头鲸;而像虎鲸等齿鲸的体型就小很多了,因为颇费周折的猎食活动会消耗它们体内的一部分能量,导致它们不可能长得太大。”金格理西补充说。