作者：威尔·邓纳姆
华盛顿（路透社）——第一次世界大战期间德国潜艇构成的致命威胁促使科学家们开发声纳，利用水下声信号来定位可能用鱼雷瞄准目标的潜艇。
在20世纪，这是一项重要的技术突破。
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但就鲸鱼而言，这已经是旧技术了。这些海洋哺乳动物已经使用回声定位——将高频声音从水下物体上反射回来——来寻找猎物数千万年了。
美国科学家周三宣布发现了已知使用回声定位的最古老鲸鱼——一种名为 Cotylocara macei 的生物，比宽吻海豚稍大，生活在大约 2800 万年前。
科学家们表示，这一发现表明，回声定位在齿鲸（包括现代品种，如抹香鲸、虎鲸、海豚和鼠海豚）中进化，可能发生在 3200 万至 3400 万年前。
那是大约 3500 万年前鲸鱼分裂成两个主要的鲸类群体——主动捕猎的齿鲸和滤食性须鲸（从海洋中过滤磷虾等食物）之后不久。
纽约理工学院的解剖学教授乔纳森·盖斯勒领导了发表在《自然》杂志上的这项研究，他称回声定位为“一项惊人的特性”。
他补充说：“这是一种类似声纳的系统，基本上可以让他们导航和寻找食物，特别是在光线很少的水域，无论是在深海还是在非常浑浊的水域，例如河口或沼泽周围。”
盖斯勒说，Cotylocara 的化石遗骸包括一个 22 英寸的头骨、颈椎和肋骨，它大约有 10 到 11 英尺长，可能生活在浅海环境中，以鱼和鱿鱼为食。
研究人员之一、查尔斯顿学院地质学教授詹姆斯·卡鲁说，这些化石是在南卡罗来纳州萨默维尔附近的查尔斯顿郊外被发掘出来的。
“一个已灭绝的科属”
虽然 Cotylocara 在表面上看起来像一些较小的现代齿鲸，但它与它们并没有密切的亲缘关系。
盖斯勒在电话采访中说：“这是一个已灭绝科属的成员，该科属很早就从其他使用回声定位的鲸鱼、海豚和鼠海豚中分离出来。它们在 2500 万或 2600 万年前灭绝，并且没有任何现存的亲属。”
使用回声定位的鲸鱼通过位于喷水孔和头骨之间的软组织鼻道发出非常高频的声音。包括人类在内的其他哺乳动物则使用颈部内的声匣或喉头发声。
当空气被推过鲸鱼的鼻道时，会产生极高频率的咔哒声、吱吱声和尖叫声，然后这些声音会从水中的物体上反射回来，使鲸鱼能够获得其周围环境的高分辨率音频图像。
盖斯勒说：“它们可以‘看到’鱼，然后它们就知道朝那个方向游去捕捉它。”
发声机制很复杂，在一个很小的面部区域内有大的肌肉、气囊和脂肪体。
声音频率太高，人类的耳朵听不到。
现代使用回声定位的鲸鱼拥有一个瓜状体，即头部中充满脂肪的器官，它可以聚焦声波。盖斯勒说，他怀疑 Cotylocara 已经拥有了这个器官。
为了纪念其头骨顶部的一个非常深的凹陷，人们认为该凹陷与用于回声定位的气窦有关，因此该鲸鱼的属名 Cotylocara 的意思是“空腔头”。
鲸鱼不是唯一使用回声定位的动物。蝙蝠也首先出现在 5000 多万年前，它们在飞行时使用回声定位来精确定位昆虫和其他猎物。
第一批鲸鱼出现在 5000 多万年前，起源于狼大小的陆地居民。鲸鱼逐渐变得更适合海洋生活，并且体型变得更大——一种名为龙王鲸的鲸鱼生活在大约 4000 万年前，至少有 56 英尺长。回声定位是后来出现的适应性进化。
（威尔·邓纳姆报道；冈纳·迪克森编辑）