生物學中,有“綱目科屬種”的物種分類層序。按照這種劃分,鯨類符合胎生鯨魚的祖先是什么樣子、哺乳、溫血這三個哺乳動物的基本特征,所以歸入“哺乳綱”之中,屬于其下的“鯨目”。
1,《不列顛百科全書》對“鯨目”的解釋是鯨魚的祖先是什么樣子:“海生哺乳動物,遍布世界海洋。少數見于某些熱帶河流和湖泊,大多數小型成員稱為海豚。包括三個亞目:古鯨亞目,是已滅絕的齒鯨類;齒鯨亞目,是現代齒鯨類;須鯨亞目,是有鯨須的鯨”。
2鯨魚的祖先是什么樣子,距今3.7億年前的上泥盆紀,一些生活在水里的總鰭魚類爬上了岸,成為了兩棲動物;距今3.1億年前的上賓夕法尼亞系,兩棲動物中的一些,進化成為了爬行動物,徹底生活在陸地上了;距今2.25億年前的上三疊紀,爬行動物的恐龍中蜥臀目的一小支進化成為了鳥類;同時,原屬于盤龍類發展而來的“合弓綱”中的犬齒類,進化成為了哺乳動物。鳥類和哺乳動物,都是溫血動物。
3,生物學界普遍認為,鯨類起源于6500萬年前后的白堊紀晚期或古新世,其祖先是陸生食肉的哺乳動物。一些很具權威的生物學家,更明確地認為,鯨類起源于接近食肉目和有蹄類演化基干的“中獸科”。中獸科是已滅絕的哺乳動物,屬于踝節目中的一科。關于鯨類的演化參見下圖—— 4,最早的鯨類,是屬于古鯨亞目的原鯨科,已發現距今5500萬年前的化石。可以知道,鯨的鰭肢是由原來的前肢演變而來的鯨魚的祖先是什么樣子;后肢逐漸消失;痕跡狀的腰帶骨不與脊柱相接。通過化石以及鯨類胎兒還可知,其祖先是具毛動物。
5,鯨目之下,包括鯨科鯨魚的祖先是什么樣子、鼠海豚科和海豚科約80種。
6,水中的哺乳動物,還有“哺乳綱”中“鰭足目”的海獅科,下有五屬七種。
鯨魚在進化過程中是怎么把鼻子轉移到背部的?
今天的鯨類分為須鯨亞目和齒鯨亞目,它們的鼻孔都是長在頭頂上的,而不是背部的。
圖注:今天海洋中的鯨類,圖片來自網絡
我們都知道鯨類的祖先是生活在陸地上的小型哺乳動物,它們進入海洋之中,經過5000多萬年的演化,最終成為今天海洋中最常見最多樣的海生哺乳動物家族。
圖注:巴基斯坦鯨復原圖,圖片來自網絡
巴基斯坦鯨(Pakicetus)是已知最早的鯨類之一,這種生活在5000萬年前的動物看上去就像是一條狗,擁有長長的四肢,身上長著毛發。仔細觀看巴基斯坦鯨,你會發現它的鼻子在腦袋前端,就像今天常見的陸生哺乳動物一樣。因為巴基斯坦鯨的鼻孔在腦袋前端,所以它們游泳的時候應該像今天的狗一樣,畫風是這個樣子的:
隨著鯨類逐漸進入海洋之中,并且適應了海洋生活,其鼻孔逐漸移到了腦袋頂上,下面的原鯨和龍王鯨的復原圖可以看到鼻孔正處于上移的階段之中。
圖注:原鯨復原圖,注意其鼻孔的位置,圖片來自網絡
圖注:龍王鯨復原圖,圖片來自網絡
以上介紹的古鯨類都屬于古鯨亞目,而今天海洋中的須鯨亞目和齒鯨亞目都是由古鯨亞目進化而來的,時間在漸新世中期,大約3000萬年前左右。
圖注:古鯨亞目演化樹及一起代表成員,圖片來自網絡
從今天須鯨亞目和齒鯨亞目鼻孔位置幾乎相同來看,它們的共同祖先應該已經出現了位于頭頂之上的鼻孔,也就是大約在須鯨亞目和齒鯨亞目從古鯨亞目之中分化出來之前,鯨類就已經完成了把鼻孔從腦袋前端移到頭頂的過程,這個過程大約持續了2000萬年的時間。
鯨類將鼻孔從嘴巴前端移到頭頂上并不僅僅是位置的變化那么簡單,今天的陸生哺乳動物食道和氣管都是相通的,所以如果我們的鼻子因為感冒堵塞了,還可以用嘴巴呼吸。除了呼吸之外,我們的鼻子還有嗅覺功能。鯨類就不一樣了,由于它們鼻孔位置的變化以及為了適應海洋生活做出的改變,氣管和食道完成了分離,鼻孔直接與肺部連接,食道與消化系統連接,所以鯨類的鼻子只用于呼吸卻不能用于聞氣味。
為了更好地在海洋中生活,鯨類位于頭頂的鼻孔的確比位于腦袋前端更有效率也更安全。在鯨類鼻孔的下面有一組強健的肌肉,能夠在鯨類潛水的時候將鼻孔完全閉合,避免出現嗆水的風險,食道和氣管的分離也保證了鯨類在海洋中捕食不會嗆水。
圖注:正在呼吸的灰鯨,從水霧就能看到其鼻孔有兩個,圖片來自網絡
圖注:正在浮窺的虎鯨,一個鼻孔非常明顯,圖片來自網絡
最后說兩點關于鯨類鼻孔的小知識:第一,所有的須鯨亞目依然長有兩個鼻孔,而所有的齒鯨亞目只剩下了一個鼻孔;第二,我們通常看到鯨類浮出水面噴出的水霧并不是它們鼻子里的水,而是留在鼻孔“坑”里的積水在高速噴出的氣流作用下形成,這樣也是為了避免這些水進入鼻孔,提高呼吸安全性和效率。
圖注:浮出海面呼吸的藍鯨,圖片來自網絡
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