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研究發(fā)現(xiàn):鯨魚的祖先陸地生活過 長有四條腿

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-09-04 14:16:38

[標(biāo)簽:生物 進(jìn)化 高中生活]

  美國科學(xué)家日前稱,他們最近在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),早期的鯨魚其實(shí)長著強(qiáng)而有力的腿,它們當(dāng)時主要靠劃動腿部在海洋中活動。這一新發(fā)現(xiàn)也許可以揭示鯨從陸地走向海洋的神秘進(jìn)化過程。

  在最新一期出版的《脊椎動物古生物學(xué)》雜志上,美國科學(xué)家詳細(xì)公布了他們的這項(xiàng)最新研究成果。美國科學(xué)家稱,鯨的祖先曾經(jīng)生活于陸地,與其他陸地哺乳動物一樣都長有4條腿。在長期的進(jìn)化過程中,它們慢慢開始習(xí)慣于水中生活。它們的前腿逐漸退化為鰭狀肢,后腿和臀部消失。但是,現(xiàn)代鯨仍然都還保留著骨盆的痕跡,而且經(jīng)常發(fā)生返祖現(xiàn)象,即一些新生鯨竟然長有后肢。到底是什么原因驅(qū)動鯨改變自己的解剖結(jié)構(gòu)以適應(yīng)水中生活?早期的鯨到底是如何改變自己的解剖結(jié)構(gòu)的呢?大量神秘的問題吸引著科學(xué)家們的興趣。要揭開這些謎底,最關(guān)鍵就是要明確鯨長出寬大的尾片的確切時間。

  美國阿拉巴馬州自然博物館古生物學(xué)家馬克-尤荷恩解釋,“鯨尾片的出現(xiàn)也許是鯨從陸地走向海洋轉(zhuǎn)變的最后一步。”為了探索這一神秘的過程,尤荷恩對最新發(fā)現(xiàn)的古化石進(jìn)行了分析研究。這些古化石是由一些業(yè)余骨頭愛好者于阿拉巴馬州和密西西比州的河岸邊發(fā)現(xiàn)的,是沃洛特喬治亞古鯨死后所形成的骨頭化石。沃洛特喬治亞古鯨生存于大約4000萬年以前,游弋于北美墨西哥灣海域。這種古鯨身長大約3.7米,主要依靠其鋒利的牙齒捕食魚類為生。已知的最早長有尾片的鯨與沃洛特喬治亞古鯨屬近親關(guān)系。但尤荷恩卻發(fā)現(xiàn),當(dāng)沃洛特喬治亞古鯨從其他鯨類分離出來僅僅200萬年后,很明顯沒有尾片。

  尤荷恩重點(diǎn)分析了一種新發(fā)現(xiàn)的大約5厘米長的尾部椎骨。這種椎骨是沃洛特喬治亞古鯨大約20根尾部椎骨中的一根。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),這種椎骨與鯨尾片附近的椎骨并不相象。于是尤荷恩認(rèn)為,沃洛特喬治亞古鯨主要是依靠擺動自己的后腳來游泳。以往的研究也都認(rèn)為這種古鯨有著巨大的臀部,表明它們也長有巨大的后腿。奇怪的是,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)它們的骨盆與脊椎骨并沒有相連。直到現(xiàn)在,這一現(xiàn)象仍然是個未解之謎。尤荷恩說,“我們所證實(shí)的觀點(diǎn)就是,這種古鯨在水中主要是依靠擺動臀部,通過腳部劃水進(jìn)行游泳。這與現(xiàn)代鯨的游泳方式很相近,不過現(xiàn)代鯨主要依靠身體的起伏波動進(jìn)行游泳。”

  在生物的進(jìn)化史上,從古代的陸上四足動物到現(xiàn)今的水中哺乳動物,一直缺少了一環(huán)。因此,學(xué)者們認(rèn)為,上述發(fā)現(xiàn)的古鯨化石恰恰填補(bǔ)了這一空缺。然而,古鯨為什么要從陸上遷到水中呢?原來,古鯨生殖及哺育后代的活動都是在陸地上進(jìn)行的,就如現(xiàn)在的海獅、海狗、海豹等兩棲動物一樣。但是,生物的進(jìn)化往往受環(huán)境變化的影響,大約在5000萬年以前,由于水中的食物和掠食者的比例相對于陸地環(huán)境更易于古鯨生存,它們便開始進(jìn)入水里;大約在距今1000萬年時,古鯨的后代進(jìn)化得與現(xiàn)代鯨非常相似,它們長著尾巴和短短的脖子,后足也退化為鰭狀的附屬物,從此它們就不再上岸來了。

  科學(xué)家們對一種生活在4500萬年以前的古鯨顱骨化石進(jìn)行了三維計(jì)算機(jī)掃描,發(fā)現(xiàn)它具有一個陀螺儀狀的器官--內(nèi)耳。內(nèi)耳的作用是產(chǎn)生平穩(wěn)感,它為一細(xì)小的管道,里面含有液體,管道內(nèi)壁有敏感的細(xì)毛,當(dāng)身體的平衡受到影響時,液體就會移動,并觸動細(xì)毛基部的細(xì)胞,細(xì)胞則向大腦發(fā)送出相關(guān)的信號。科學(xué)家表示,正是內(nèi)耳這一器官支持著古鯨由陸上轉(zhuǎn)化為水中生活。上世紀(jì)末,美國密執(zhí)安大學(xué)和巴基斯坦地質(zhì)調(diào)查所的聯(lián)合研究小組又發(fā)現(xiàn),生活于陸地上的古鯨屬于偶蹄目動物。2000年,他們在4700萬年前的地層中發(fā)掘出兩具古鯨的新化石,從其后蹄骨發(fā)現(xiàn)了該種具有偶蹄目動物特有的形狀,從而掌握了表明鯨是偶蹄目動物的決定性證據(jù)。

  鯨屬哺乳綱鯨目動物,世界上現(xiàn)存的鯨類有12科77種,它們中最大的體長可達(dá)33米,最小的僅有1米左右,F(xiàn)代鯨有頸而不明顯,有前肢卻呈鰭狀,有后肢但完全退化。因此,古生物學(xué)家猜測鯨的祖先曾在陸地上活動過。

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