鲸鱼通常给人留下的对人类友善、脑容量大、智商高的形象,这些拥有复杂行为特征的海洋哺乳动物,让人对它们充满好奇。
在其憨憨可爱的表面之下,海洋生物学家发现一些鲸类的头骨奇特,看起来非常不对称,而且正在朝着更加不对称的方向进化!
鲸鱼头骨
很多人也有轻微的头骨歪斜,除了因为宫腔内环境受限,就是婴儿时期睡觉姿势不对导致;人有时候望镜子看久了会觉得自己脸不对称,除了头骨问题,就是面部肌肉问题了。
而一些鲸类头骨的严重不对称已经刻入基因,代代相传。
为啥会进化出头骨不对称的情况?
并不是所有的鲸鱼头骨都会这样,出现这种情况的都是齿鲸!
英国海洋生物学家的最新研究表明不对称的鲸鱼头骨最早出现在大约万年前,随着这些生物进化成为我们今天所知的现代齿鲸物种,相比于祖先,它们的头骨变得更加不对称。
生物的进化在于适应环境,适者生存!
所以头骨出现这种变化的原因,需要看看它们在过去的是如何生存和适应自然的。
与其它生物相比,鲸鱼化石称得上非常丰富,科学家们称鲸鱼为“进化的典型代表”。完整的鲸鱼头骨和骨架最早可以追溯到万年前,不同时代的化石记录下了丰富的信息。
通过不同时代的鲸鱼化石,今天人们仿佛看延时摄影般,看着鲸鱼的鼻孔从鼻尖移动到头顶,不过这个时间跨度达到千万年。
呼吸孔移动到头顶,让它们不用刻意抬起头部,只需要头顶露出水面,就能完成换气。
头骨进化的非常不对称的齿鲸,泛称那些长有细密而锐利的圆锥状同型齿的鲸类,比如抹香鲸、淡水豚、海豚、独角鲸等。
白鲸头骨
之所以进化成这种不对称结构,主要是齿鲸为了进行回声定位。
齿鲸有一团被称为额隆的脂肪组织,它属于鼻腔的一部分,位置大约于吻端至喷气孔之间,它组织的密度近似于水,发出的声波能以能量损失最小的形式向外传播出去。
额隆可以用来集中声波,是齿鲸们用来沟通以及回声定位的重要器官,可以协助探索周遭环境,或是寻找躲藏的猎物。
相比之下须鲸就没有,所以说并不是所有鲸鱼都自带声纳!
用于回声定位的软组织位于齿鲸头骨上方的靠左侧,这使得它们的前额呈球状,同时也导致额隆下方的骨头向左倾斜,头骨不对称的特征有助于利用回声判断准确地判断猎物的方位。
因为齿鲸捕猎的主要是较大体型的动物,这些动物灵活性并不弱,造成对猎物的精准位置探测十分重要。随着齿鲸的进化,它们的头骨变得越来越不对称。
为什么其它鲸鱼并没有出现这种情况?
早期的鲸鱼被称为“古鲸”,就是字面意思的“古代鲸鱼”,包括现代鲸鱼的祖先。
古鲸拥有后肢,不像今日的鲸类,古鲸甚至可以完全在陆地上活动。
巴基鲸
比如在巴基斯坦发现的巴基鲸,虽然名字里带个鲸字,但作为已灭绝的陆上哺乳动物及鲸鱼的过渡物种,五千万年前的它们个头却只有狼那么大。
花了大约多万年的时间,它们从在陆地上行走进化成完全生活在水里。
然后大约在万年前,原始的齿鲸产生了分化:一部分和祖先们一样嘴里有牙齿。而另一部分逐渐分化,因为主要以磷虾为食,挤压水流从自己口中滤出食物,口中的尖牙慢慢退化,更适合滤食。
今天最大的鲸鱼——蓝鲸就属于须鲸,因为个头大,鲸吞下一大口海水,鲸须从水中过滤出磷虾、小鱼、贝类这些食物。
鲸须
以往一些化石证据显示,古鲸鱼就已经有不对称的鼻部,科学家怀疑可能是化石在漫长岁月中的变形,也可能是四千多万年前的古鲸鱼就已经能在水下听声辩位。
然而,作为古鲸类的后代,包括蓝鲸在内的须鲸,却沿着一条完全不同的进化道路分化。它们进化出鲸须滤食系统,头骨比古鲸类和齿鲸更对称。它们并没有回声定位的高超本领。
那么鲸鱼头骨进化出不对称性究竟是从什么时候开始的呢?
伦敦大学学院研究人员通过对个鲸鱼头骨进行3D扫描,绘制鲸鱼谱系图,精确地追踪它在进化史上首次出现的时间。
鼻面不对称大约在万年前首次出现,也就是齿鲸与须鲸分化的四百万年后。
在需要更准确地感知水下环境捕捉猎物的条件下,早期齿鲸进化出了发出高频声波能力和掌握回声定位,头骨不对称的情况也同时出现。
这种头骨不对称最显著的是抹香鲸和独角鲸,它们都经常前往深海捕食,在那种极端黑暗环境下,眼睛基本起不到任何作用,强大的回声定位是它们发现猎物、捕杀猎物的最有效探测方式。
蓝鲸这样的须鲸之所以没这样的本领,是因为祖上压根就没掌握过,那是“分家”之后的齿鲸进化出的本领,而且须鲸这种鲸吞磷虾群的滤食方式,依靠视力足以完成。
在白鲸、虎鲸、海豚们充满脂肪的额头之下,头骨变得越来越不对称,对于它们是件好事儿,说明它们的回声定位技术变得越来越精准。
这只大白胖的过于奇特,真实性不可考,当个表情包就行
就是不知道头骨越来越不对称的齿鲸,还会长得这么圆润可爱吗?(图片来自网络,如侵删)
参考资料:
Wonkywhales:theevolutionofcranialasymmetryincetaceans.EllenJ.Coombs,JulienClavel.
《鲸类滤食起源》