硕大体型:鲸鱼如何变得如此巨大

一项新理论将鲸鱼庞大的体型归因于冰河时期食物来源的变化

更大的嘴巴使蓝鲸每次吞咽海水时都能摄入更多食物——比如磷虾。高效的进食是须鲸进化出如此巨大体型的原因之一。照片经国家海洋渔业局许可#16111授权,用于BBC节目“The Hunt”,由休·皮尔逊和戴维·赖克特提供。

银背影片公司,BBC

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世界上最大的动物蓝鲸,就像一架100座的喷气式飞机在海面下 gliding。鲸鱼是地球上存在过的最大型生物之一,现在科学家们表示,他们可能知道鲸鱼何时以及为何进化得如此巨大。在最近发表于《英国皇家学会学报B》上的一项研究中,研究人员对大约3500万年前至今的须鲸体型进行了建模。该团队测量了史密森尼国家自然历史博物馆化石收藏中 63 种已灭绝鲸鱼物种的头骨(已知的身体大小指标)。然后,科学家们将这些测量结果与现存鲸鱼的大小进行了比较。他们的分析得出结论,鲸鱼的体长在大约 3000 万年的时间里随机变化,然后在 450 万年前到几十万年前之间跃升至 10 米以上——这段时间跨越了上新世和更新世,通常被称为上新世-更新世——这比之前的研究表明的要近得多。芝加哥大学的合著者格雷厄姆·斯莱特指出,即使是得出类似时间估计的研究也基于观察和猜测,缺乏测量数据来支持。他和他的同事声称是第一个使用一系列统计模型来确定变化时间的人。

将体型趋于巨大的趋势与上新世-更新世联系起来,排除了其他假设,例如巨齿鲨这种巨型鲨鱼的捕食威胁——在鲸鱼的生长加速之前,巨齿鲨已经存在了数百万年——或者滤食性行为的出现,在当时这一点上,滤食性行为已经存在了超过 1500 万年。

这项新工作将鲸鱼体型增大归因于冰河时期食物供应的变化。当北极形成冰盖时,新冷却的水会沉入海底,然后在风将温暖的表层水从海岸推开的季节性现象(称为上升流)中再次上升。这种冷水的向上涌流会将营养物质带到地表,使浮游植物大量繁殖,并使鲸鱼的猎物(如磷虾)在一年中的某些时候在密集的区域中大量繁殖。


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斯莱特解释说,这种情况将为体型更大的须鲸提供进化优势。更大的嘴意味着每次吞咽可以吸入更多的水并过滤掉更多的猎物,而更大的身体可以更有效地在觅食地之间长距离旅行。缓慢的新陈代谢也有助于节省能量。

新西兰奥塔哥大学的地质学家 R. 尤恩·福代斯曾研究过须鲸化石,但未参与这项研究,他同意这些发现。但他认为可能还有其他因素参与其中。例如,风吹的富含铁的尘埃可能为海洋浮游植物施肥,可能值得进一步研究,福代斯说。

在未来的研究中,斯莱特希望缩小鲸鱼体型跃升的时间范围。关于上新世-更新世化石记录的文献令人失望地稀少。“研究较近期的化石记录的动力较小。但那些化石确实非常重要,”他指出。

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