碩大體型:鯨魚如何變得如此巨大

一項新理論將鯨魚龐大的體型歸因於冰河時期食物來源的變化

更大的嘴巴使藍鯨每次吞嚥海水時都能攝入更多食物——比如磷蝦。高效的進食是須鯨進化出如此巨大體型的原因之一。照片經國家海洋漁業局許可#16111授權,用於BBC節目“The Hunt”,由休·皮爾遜和戴維·賴克特提供。

銀背影片公司,BBC

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世界上最大的動物藍鯨,就像一架100座的噴氣式飛機在海面下 gliding。鯨魚是地球上存在過的最大型生物之一,現在科學家們表示,他們可能知道鯨魚何時以及為何進化得如此巨大。在最近發表於《英國皇家學會學報B》上的一項研究中,研究人員對大約3500萬年前至今的鬚鯨體型進行了建模。該團隊測量了史密森尼國家自然歷史博物館化石收藏中 63 種已滅絕鯨魚物種的頭骨(已知的身體大小指標)。然後,科學家們將這些測量結果與現存鯨魚的大小進行了比較。他們的分析得出結論,鯨魚的體長在大約 3000 萬年的時間裡隨機變化,然後在 450 萬年前到幾十萬年前之間躍升至 10 米以上——這段時間跨越了上新世和更新世,通常被稱為上新世-更新世——這比之前的研究表明的要近得多。芝加哥大學的合著者格雷厄姆·斯萊特指出,即使是得出類似時間估計的研究也基於觀察和猜測,缺乏測量資料來支援。他和他的同事聲稱是第一個使用一系列統計模型來確定變化時間的人。

將體型趨於巨大的趨勢與上新世-更新世聯絡起來,排除了其他假設,例如巨齒鯊這種巨型鯊魚的捕食威脅——在鯨魚的生長加速之前,巨齒鯊已經存在了數百萬年——或者濾食性行為的出現,在當時這一點上,濾食性行為已經存在了超過 1500 萬年。

這項新工作將鯨魚體型增大歸因於冰河時期食物供應的變化。當北極形成冰蓋時,新冷卻的水會沉入海底,然後在風將溫暖的表層水從海岸推開的季節性現象(稱為上升流)中再次上升。這種冷水的向上湧流會將營養物質帶到地表,使浮游植物大量繁殖,並使鯨魚的獵物(如磷蝦)在一年中的某些時候在密集的區域中大量繁殖。


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斯萊特解釋說,這種情況將為體型更大的鬚鯨提供進化優勢。更大的嘴意味著每次吞嚥可以吸入更多的水並過濾掉更多的獵物,而更大的身體可以更有效地在覓食地之間長距離旅行。緩慢的新陳代謝也有助於節省能量。

紐西蘭奧塔哥大學的地質學家 R. 尤恩·福代斯曾研究過鬚鯨化石,但未參與這項研究,他同意這些發現。但他認為可能還有其他因素參與其中。例如,風吹的富含鐵的塵埃可能為海洋浮游植物施肥,可能值得進一步研究,福代斯說。

在未來的研究中,斯萊特希望縮小鯨魚體型躍升的時間範圍。關於上新世-更新世化石記錄的文獻令人失望地稀少。“研究較近期的化石記錄的動力較小。但那些化石確實非常重要,”他指出。

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