研究發(fā)現:鯨魚(yú)的祖先陸地生活過(guò) 長(cháng)有四條腿
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò )資源 2009-09-04 14:16:38
美國科學(xué)家日前稱(chēng),他們最近在一項研究中發(fā)現,早期的鯨魚(yú)其實(shí)長(cháng)著(zhù)強而有力的腿,它們當時(shí)主要靠劃動(dòng)腿部在海洋中活動(dòng)。這一新發(fā)現也許可以揭示鯨從陸地走向海洋的神秘進(jìn)化過(guò)程。
在最新一期出版的《脊椎動(dòng)物古生物學(xué)》雜志上,美國科學(xué)家詳細公布了他們的這項最新研究成果。美國科學(xué)家稱(chēng),鯨的祖先曾經(jīng)生活于陸地,與其他陸地哺乳動(dòng)物一樣都長(cháng)有4條腿。在長(cháng)期的進(jìn)化過(guò)程中,它們慢慢開(kāi)始習慣于水中生活。它們的前腿逐漸退化為鰭狀肢,后腿和臀部消失。但是,現代鯨仍然都還保留著(zhù)骨盆的痕跡,而且經(jīng)常發(fā)生返祖現象,即一些新生鯨竟然長(cháng)有后肢。到底是什么原因驅動(dòng)鯨改變自己的解剖結構以適應水中生活?早期的鯨到底是如何改變自己的解剖結構的呢?大量神秘的問(wèn)題吸引著(zhù)科學(xué)家們的興趣。要揭開(kāi)這些謎底,最關(guān)鍵就是要明確鯨長(cháng)出寬大的尾片的確切時(shí)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?zhuān)?ldquo;鯨尾片的出現也許是鯨從陸地走向海洋轉變的最后一步。”為了探索這一神秘的過(guò)程,尤荷恩對最新發(fā)現的古化石進(jìn)行了分析研究。這些古化石是由一些業(yè)余骨頭愛(ài)好者于阿拉巴馬州和密西西比州的河岸邊發(fā)現的,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(wàn)年以前,游弋于北美墨西哥灣海域。這種古鯨身長(cháng)大約3.7米,主要依靠其鋒利的牙齒捕食魚(yú)類(lèi)為生。已知的最早長(cháng)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,當沃洛特喬治亞古鯨從其他鯨類(lèi)分離出來(lái)僅僅200萬(wàn)年后,很明顯沒(méi)有尾片。
尤荷恩重點(diǎn)分析了一種新發(fā)現的大約5厘米長(cháng)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,這種椎骨與鯨尾片附近的椎骨并不相象。于是尤荷恩認為,沃洛特喬治亞古鯨主要是依靠擺動(dòng)自己的后腳來(lái)游泳。以往的研究也都認為這種古鯨有著(zhù)巨大的臀部,表明它們也長(cháng)有巨大的后腿。奇怪的是,科學(xué)家們還發(fā)現它們的骨盆與脊椎骨并沒(méi)有相連。直到現在,這一現象仍然是個(gè)未解之謎。尤荷恩說(shuō),“我們所證實(shí)的觀(guān)點(diǎn)就是,這種古鯨在水中主要是依靠擺動(dòng)臀部,通過(guò)腳部劃水進(jìn)行游泳。這與現代鯨的游泳方式很相近,不過(guò)現代鯨主要依靠身體的起伏波動(dòng)進(jìn)行游泳。”
在生物的進(jìn)化史上,從古代的陸上四足動(dòng)物到現今的水中哺乳動(dòng)物,一直缺少了一環(huán)。因此,學(xué)者們認為,上述發(fā)現的古鯨化石恰恰填補了這一空缺。然而,古鯨為什么要從陸上遷到水中呢?原來(lái),古鯨生殖及哺育后代的活動(dòng)都是在陸地上進(jìn)行的,就如現在的海獅、海狗、海豹等兩棲動(dòng)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(wàn)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(kāi)始進(jìn)入水里;大約在距今1000萬(wàn)年時(shí),古鯨的后代進(jìn)化得與現代鯨非常相似,它們長(cháng)著(zhù)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(lái)了。
科學(xué)家們對一種生活在4500萬(wàn)年以前的古鯨顱骨化石進(jìn)行了三維計算機掃描,發(fā)現它具有一個(gè)陀螺儀狀的器官--內耳。內耳的作用是產(chǎn)生平穩感,它為一細小的管道,里面含有液體,管道內壁有敏感的細毛,當身體的平衡受到影響時(shí),液體就會(huì )移動(dòng),并觸動(dòng)細毛基部的細胞,細胞則向大腦發(fā)送出相關(guān)的信號?茖W(xué)家表示,正是內耳這一器官支持著(zhù)古鯨由陸上轉化為水中生活。上世紀末,美國密執安大學(xué)和巴基斯坦地質(zhì)調查所的聯(lián)合研究小組又發(fā)現,生活于陸地上的古鯨屬于偶蹄目動(dòng)物。2000年,他們在4700萬(wàn)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)現了該種具有偶蹄目動(dòng)物特有的形狀,從而掌握了表明鯨是偶蹄目動(dòng)物的決定性證據。
鯨屬哺乳綱鯨目動(dòng)物,世界上現存的鯨類(lèi)有12科77種,它們中最大的體長(cháng)可達33米,最小的僅有1米左右,F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(dòng)過(guò)。
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