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鲸鱼在嘴里发出类似毛发的鲸须之前会失去牙齿

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2020-01-27浏览次数:1099

与恐龙的羽毛相比,生命史上最不寻常的变化之一是鲸鱼胡须的进化一排柔软的毛板、蓝鲸、座头鲸和其他用来过滤相对较小猎物的海洋哺乳动物。海水。这种不寻常的结构使得这个世界上最大的有机体一天可以吃上吨的食物,而不需要咀嚼或咬。现在,史密森学会的科学家们已经确定了这一创新喂养策略发展的一个重要中间环节:古代鲸鱼既没有牙齿也没有胡须。

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在11月29日出版的《当代生物学》杂志上,史密森尼国家自然历史博物馆的科学家和他们的同事们首次描述了生活在3300万年前的一种鲸鱼,叫maiabalaenanesbittae。研究小组使用新的方法来分析史密森尼国家收藏中发现的长期化石,包括乔治梅森大学、德克萨斯州农工大学和西雅图伯克自然历史文化博物馆的科学家,并确定这种没有牙齿的15头鲸鱼可能不会有鲸鱼鳍,须鲸生活在今天和他们。牙齿祖先之间有令人惊讶的中间步骤。

国家自然历史博物馆海洋哺乳动物化石博物馆馆长说:“当我们谈论鲸鱼的进化时,教科书往往集中在早期阶段,即鲸鱼从陆地迁移到海洋。”研究表明,第二阶段的鲸鱼进化对大规模的鲸鱼进化同样重要。我们现在可以第一次确定过滤饲料的来源,这是鲸鱼历史上的一项重大创新。

当鲸鱼第一次进化时,他们会用牙齿咀嚼食物,就像他们的土地栖息在他们的祖先一样。随着时间的推移,这些早期鲸鱼的许多后代继续咀嚼食物,继承了其前辈的特征。然而,随着海洋周围海洋的变化和动物的进化,出现了新的饲养策略,包括鲸鱼过滤器喂养,国家自然历史博物馆的研究员Carlos Mauricio Peredo分析了Maiabalaena化石。

鲸鱼是第一种进化鲸鱼的哺乳动物。没有其他哺乳动物使用任何解剖结构,甚至远程使用它来消耗它的猎物。但令人沮丧的是,鲸鱼的化学成分更像是头发或指甲而不是骨头,但它并没有得到很好的保存。在化石记录中很少发现它,使古生物学家没有过去或来源的直接证据。相反,科学家不得不依靠化石衍生的推论和子宫胎儿鲸鱼发育的研究来拼凑鲸鱼如何进化的线索。

因此,目前尚不清楚早期鲸鱼是否随着它们的进化而保留其祖先的牙齿,直到建立过滤器喂养系统。根据Peredo的说法,早期的假设是居住在海洋中的哺乳动物必须吃牙齿或鲸鱼 - 但是一些活鲸与这种想法相矛盾。抹香鲸的下颚有牙齿,但顶部没有牙齿,所以它们不能咬或咀嚼。 Narwhals的唯一牙齿是长牙,不用于喂食。有些种类的鲸鱼被归类为齿鲸但根本没有牙齿。

Peredo说,由于它的年龄,古生物学家怀疑Maiabalaena可能有关于鲸鱼进化的重要线索。化石来自鲸鱼进化的第二个主要阶段的大规模地质变化,大约是始新世到渐新世的时间。随着大陆的转移和分离,洋流首次在南极洲周围旋转,显着降温。化石记录表明,在此期间,鲸鱼的摄食模式迅速分化,其中一组导致今天的过滤鲸鱼,另一组导致回声鲸鱼。

因此,自20世纪70年代在俄勒冈州发现Maiabalaena以来,Maiabalaena一直受到很多审查,但收集化石的岩石基质和材料仍然掩盖了它的许多特征。在Peredo最终清理化石然后用最先进的CT扫描技术进行检测之前,它最引人注目的特征变得清晰。 Maiabalaena缺失的牙齿从保存的骨骼中可见,但CT扫描显示化石的内部解剖结构告诉科学家一些新的东西:Maiabalaena的上颌薄而窄,使其表面不足以悬浮鲸鱼。

“鲸鱼的生命在它的嘴里有一个很大的屋顶,它也被加厚形成了鲸须的附着点,”Peredo说。 “Maiabalaena没有。我们可以非常准确地告诉你,这种化石物种没有牙齿,而且更有可能没有鲸鱼。”

虽然Maiabalaena无法咀嚼或过滤饲料,但喉咙骨骼上的肌肉附着物表明它可能有强壮的脸颊和可伸缩的舌头。这些特性使它能够将水吸入口中并在此过程中吸收鱼和小鱿鱼。吮吸饲料的能力会产生需要大量能量来生长的牙齿,这是不必要的。然后,牙齿的流失似乎为鲸鱼的进化奠定了基础,科学家估计这个阶段将在大约五百万到七百万年之后出现。

Peredo和Pyenson认为,研究鲸鱼进化是了解它们在当今迅速变化的海洋中生存的关键。就像鲸鱼的出现一样,鲸牙丢失是适应性的证据,表明鲸鱼可能能够适应当今海洋的挑战。 Peredo警告说,对于最大的鲸鱼来说,进化变化可能很慢,而这些鲸鱼的寿命很长,需要很长时间才能繁殖。

“鉴于今天海洋变化的规模和速度,我们并不完全知道它对所有不同类型的滤鲸意味着什么,”他说。 “我们知道他们过去已经发生了变化。这只是他们能否跟上海洋正在做的事情的问题 - 我们现在正在迅速改变海洋。”

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