一个可以追溯到 3640 万年前的鲸鱼化石的发现填补了须鲸进化中的一个巨大空白,须鲸包括座头鲸 (Megaptera novaeangliae) 和蓝鲸 (Balaenoptera musculus)。这个被命名为 Mystacodon selenensis 的生物,是迄今为止发现的最古老的须鲸亲属。
该骨骼所显示的特征,可以确定它是被称为龙王鲸的古代鲸鱼祖先分裂成两个分支后出现的第一个须鲸亲属:一个分支进化成齿鲸,包括抹香鲸 (Physeter macrocephalus) 和海豚,另一个分支则进化成须鲸。研究人员于 5 月 11 日在《当代生物学》上报告了他们的发现1。
“这是我们一直在等待的化石,”位于华盛顿特区的史密森尼国家自然历史博物馆的古生物学家尼克·皮延森说。他说,这个时期的鲸鱼化石可以解答研究人员关于现存鲸鱼谱系的起源的许多问题,其中包括最早的须鲸祖先的出现。
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出海
第一批鲸鱼大约在 5000 万年前从爬入海洋的陆地动物进化而来,逐渐用鳍代替了它们的腿。“它们与陆地祖先相比发生了许多变化,”布鲁塞尔自然科学博物馆的古生物学家、该研究的主要作者奥利维尔·兰伯特说。“这是进化发挥作用的一个很好的例子。”
在此之前,已知最古老的须鲸化石是 3400 万年前的。但是分子和物理分析表明,鲸鱼的出现时间更早。然后在 2010 年,兰伯特和他的团队在秘鲁南部海岸的皮斯科盆地发现了 M. selenensis 骨骼并开始挖掘。科学家估计,这种古代生物大约有 4 米长——大约相当于一只大型宽吻海豚(Tursiops truncatus)的大小。
为了确定 M. selenensis 在鲸鱼族谱中的位置,研究人员将它的头骨和骨盆骨骼等特征与其它鲸鱼化石的特征进行了比较。这种生物扁平的口鼻部与现代须鲸相似。但兰伯特说,它的骨盆骨骼更符合古代鲸鱼,有通常腿骨嵌入的区域。“所以,我们认为这种动物仍然有小小的腿从身体伸出来。”
弗吉尼亚州费尔法克斯市乔治梅森大学的脊椎动物古生物学家马克·D·乌亨说,如果你看一只龙王鲸,“你会看到那里有小鸡腿”。现代鲸鱼的骨盆区域没有后肢的腔。
好吃的
M. selenensis 也有牙齿,这与现代须鲸不同,现代须鲸使用从口腔顶部悬挂下来的角蛋白板(称为鲸须)从海水中过滤食物。兰伯特和他的同事认为,M. selenensis 可能从海底吸食猎物。
然而,这并不罕见,因为大约在那个时期的须鲸祖先表现出多种多样的牙齿和摄食机制。“有大型的牙齿生物,有小型牙齿生物,还有无齿生物,所有这些同时存在,”乌亨说。但大约在 2300 万年前,这个群体中的所有鲸鱼都长出了鲸须,“所有这些长牙齿的生物都消失了,”他说。
研究人员仍然不知道为什么在这个特定谱系中,鲸须和滤食方式胜过了所有其他进食方式。但皮延森说,为了回答这个问题,古生物学家需要开始更加认真地研究他们已经拥有的标本。
找到更多古代鲸鱼化石也会有所帮助——因此兰伯特和他的同事计划回到秘鲁寻找该物种的其他个体。
到目前为止,大多数鲸鱼化石都是在北半球发现的。但是随着 M. selenensis 的出现以及来自南半球的各种较古老的化石,研究人员正在将目光转向南方。
“我们以为我们对这个时期了解很多,”皮延森说。但是,“如果我们想更多地了解鲸鱼进化历史中的这个时期,我们真的需要更详细地研究这个年龄段的南半球。”
本文经许可转载,并于2017 年 5 月 11 日首次发表。