作者：威爾·鄧納姆
華盛頓（路透社）——第一次世界大戰期間德國潛艇構成的致命威脅促使科學家們開發聲納，利用水下聲訊號來定位可能用魚雷瞄準目標的潛艇。
在20世紀，這是一項重要的技術突破。
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但就鯨魚而言，這已經是舊技術了。這些海洋哺乳動物已經使用回聲定位——將高頻聲音從水下物體上反射回來——來尋找獵物數千萬年了。
美國科學家週三宣佈發現了已知使用回聲定位的最古老鯨魚——一種名為 Cotylocara macei 的生物，比寬吻海豚稍大，生活在大約 2800 萬年前。
科學家們表示，這一發現表明，回聲定位在齒鯨（包括現代品種，如抹香鯨、虎鯨、海豚和鼠海豚）中進化，可能發生在 3200 萬至 3400 萬年前。
那是大約 3500 萬年前鯨魚分裂成兩個主要的鯨類群體——主動捕獵的齒鯨和濾食性鬚鯨（從海洋中過濾磷蝦等食物）之後不久。
紐約理工學院的解剖學教授喬納森·蓋斯勒領導了發表在《自然》雜誌上的這項研究，他稱回聲定位為“一項驚人的特性”。
他補充說：“這是一種類似聲納的系統，基本上可以讓他們導航和尋找食物，特別是在光線很少的水域，無論是在深海還是在非常渾濁的水域，例如河口或沼澤周圍。”
蓋斯勒說，Cotylocara 的化石遺骸包括一個 22 英寸的頭骨、頸椎和肋骨，它大約有 10 到 11 英尺長，可能生活在淺海環境中，以魚和魷魚為食。
研究人員之一、查爾斯頓學院地質學教授詹姆斯·卡魯說，這些化石是在南卡羅來納州薩默維爾附近的查爾斯頓郊外被髮掘出來的。
“一個已滅絕的科屬”
雖然 Cotylocara 在表面上看起來像一些較小的現代齒鯨，但它與它們並沒有密切的親緣關係。
蓋斯勒在電話採訪中說：“這是一個已滅絕科屬的成員，該科屬很早就從其他使用回聲定位的鯨魚、海豚和鼠海豚中分離出來。它們在 2500 萬或 2600 萬年前滅絕，並且沒有任何現存的親屬。”
使用回聲定位的鯨魚透過位於噴水孔和頭骨之間的軟組織鼻道發出非常高頻的聲音。包括人類在內的其他哺乳動物則使用頸部內的聲匣或喉頭髮聲。
當空氣被推過鯨魚的鼻道時，會產生極高頻率的咔噠聲、吱吱聲和尖叫聲，然後這些聲音會從水中的物體上反射回來，使鯨魚能夠獲得其周圍環境的高解析度音訊影像。
蓋斯勒說：“它們可以‘看到’魚，然後它們就知道朝那個方向游去捕捉它。”
發聲機制很複雜，在一個很小的面部區域內有大的肌肉、氣囊和脂肪體。
聲音訊率太高，人類的耳朵聽不到。
現代使用回聲定位的鯨魚擁有一個瓜狀體，即頭部中充滿脂肪的器官，它可以聚焦聲波。蓋斯勒說，他懷疑 Cotylocara 已經擁有了這個器官。
為了紀念其頭骨頂部的一個非常深的凹陷，人們認為該凹陷與用於回聲定位的氣竇有關，因此該鯨魚的屬名 Cotylocara 的意思是“空腔頭”。
鯨魚不是唯一使用回聲定位的動物。蝙蝠也首先出現在 5000 多萬年前，它們在飛行時使用回聲定位來精確定位昆蟲和其他獵物。
第一批鯨魚出現在 5000 多萬年前，起源於狼大小的陸地居民。鯨魚逐漸變得更適合海洋生活，並且體型變得更大——一種名為龍王鯨的鯨魚生活在大約 4000 萬年前，至少有 56 英尺長。回聲定位是後來出現的適應性進化。
（威爾·鄧納姆報道；岡納·迪克森編輯）