「真」的演化:海洋舞者的另一樣貌

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鯨魚,包括豚類和鯨類,是海洋哺乳動物的代表。海豚是大海中優美的舞者。牠們藉著流線的身形和特化的四肢,所以有著傑出的游泳能力,同時也存在著複雜的社會結構以及緊密的合作關係。鯨魚是大海中無敵的霸主。他們藉著龐大的身軀嚇退了無數兇猛的掠食者,同時在海中也有著強大的適應能力。
如果今天我說,這兩種在海洋到處能橫著走的狠角色,在數千萬年前是隻弱小的陸生動物,大家一定很難相信吧? 牠們也是哺乳類,為什麼會生活在海中呢? 牠們又是怎麼「進入海中」的呢?接下來我們將作為時空旅行者,來看看關於他們的「鯨生鯨事」。
圖一、現代海豚:此為印太瓶鼻海豚,是瓶鼻海豚的其中一種。最大體長約2.6公尺,重達200公斤。主要分布在印度洋和西太平洋的近岸海域,包含印度、北部澳大利亞、臺灣、南中國、紅海與非洲東岸。(出自/freepik- Tursiops aduncus)

演化的研究

生物演化過程的研究,大多透過挖掘出來的化石,配合比較解剖學、生物化學、生理學、細胞學等其他學科的研究成果,並結合地球的歷史事件(冰河期、板塊變化、隕石撞擊、火山活動),架構出生物在地球上的重大事件。因此古生物學家利用陸續出土的化石和隨時更新的地質學說中,進展著演化史研究並統整出更令人信服的生物演化學說。近幾十年來,隨著分子生物學知識的引入,又為學說增添了許多新的說法,而鯨豚的演化史就是在這樣的步驟中逐漸被建構的。根據研究指出,鯨豚類屬於單系群,即由單一祖先所演化而來。
圖二、鯨偶蹄目樹狀圖:鯨偶蹄目是一個包含鯨豚類及偶蹄類(包含駱駝、豬、鹿、河馬)的演化支,可以觀察到鯨豚類是從偶蹄目中演化而來,同時也能知道鯨類的近親與遠親(與鯨類關係最相近的物種是河馬)。

鯨魚的前世

關於鯨魚的起源,我們目前無法親眼目睹其祖先的面貌。早在一百五十年前就有相關記載。達爾文看著黑熊在游泳時張開嘴巴捕食水中動物,便在《物種起源》這本書中說道:「透過天擇,熊類在構造與習性上都表現出愈來愈熟悉水性的歷程,隨著牠們的嘴巴愈來愈大,最後誕生了如怪物般的鯨。」不過迫於當時學界反對的壓力,他自己也否認了這個說法。就這樣,鯨魚的起源問題被擱置長達一百多年。雖然陸續有原始鯨類的化石被發現,不過都是屬於半水生化石,或完全陸棲但有和鯨類相似特徵的哺乳動物化石。關於更原始、更完整的鯨類化石研究依舊沒有進展。但可以知道的是,根據被發現化石的型態來看,大多都有為了適應水中環境而形成的構造。根據研究,現代鯨豚分為鬚鯨小目和齒鯨小目,而他們都演化自古鯨小目(包含各種古代鯨魚)。
科學家將現代鯨豚與現生哺乳類的多方面特徵和身體組成進行比較(包含血液組成、染色體、胰島素、DNA序列等等),顯示鯨豚與有蹄類有較近的親緣關係。1966 年,芝加哥大學古生物學家雷.凡威倫(Leigh Van Valen)提出,原始鯨類的頭骨內有著巨大的鈍齒,並有著三角形狀的刀刃,和大型掠食性有蹄類哺乳動物中爪獸類(mesonychids)的牙齒非常相似。牠們屬於肉食或雜食性動物,這與鯨類的肉食特徵匹配。除此之外,中爪獸體型非常龐大,頭骨上口鼻部偏長,也和原始鯨類非常相似。之後,大家也開始注意到牠們和鯨類還有其他相似的特徵,於是中爪獸是鯨類祖先的這個論點,數十年來開始獲得廣泛的接受。
中爪獸被發現的時代為早始新世。此時地球剛經歷過第五次大滅絕-白堊紀大滅絕,這時期的海洋便有了空缺的生態棲位,提供給新的生物入主。我們可以想像有其中一種中爪獸的生活範圍逐漸向淺海延伸,並逐漸地適應海中的環境,成為完全水生的哺乳動物。牠們的體型也慢慢從狗的樣子演變成現今鯨豚流線型的體態。
圖三、中爪獸假想復原圖:中爪獸是一種的肉食有蹄原始哺乳類,看起來像是狼和熊的混合體。分布於北美、亞洲及歐洲,牠被認為與鯨豚的關係最為接近。 (出自/Apokryltaros • CC BY-SA 4.0)
那麼真正意義上最原始鯨類,應該會是什麼樣子呢?下篇待續!!
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