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《海獸之子》:生命從哪來,它去向何方

2021-01-21 10:45張燕寧
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2021年2期
關(guān)鍵詞:鯨類江豚哺乳動物

張燕寧

《說文解字》有云:“獸,守備者也......一曰:兩足曰禽,四足曰獸?!彼^獸,則指四足、全身生毛的哺乳動物。

獸不難尋,小到老鼠,大到獅虎,傳統(tǒng)意義上的獸在我們身邊極其常見。伴隨著《海獸之子》的上映,“海獸”一詞進(jìn)入大眾的問題庫:何為海獸?為何會有海獸?海獸又是如何生存于海洋中的?

《說文解字》有云:“獸,守備者也......一曰:兩足曰禽,四足曰獸?!彼^獸,則指四足、全身生毛的哺乳動物。

獸不難尋,小到老鼠,大到獅虎,傳統(tǒng)意義上的獸在我們身邊極其常見。伴隨著《海獸之子》的上映,“海獸”一詞進(jìn)入大眾的問題庫:何為海獸?為何會有海獸?海獸又是如何生存于海洋中的?

海洋是一個與陸地截然不同的世界。海洋里,只有200米以上的海面被傳入水中的微弱光線照亮,其余都是黑暗,黑暗中藏匿著無數(shù)的生靈。這些海洋里的野生動物有著屬于自己的空間,在過去很長的一段時間里,我們很難想象它們是如何在水中生存的。

我們都知道,從魚到人的歷史走過了漫長的時光。在5.3億年的演化史中,出現(xiàn)過幾個重要的演化事件,其中魚類由水登陸以及獸類重返海洋這兩個重要事件和其他一些復(fù)雜事件一起改變著動物的演化方向。要知道,由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生,是生命進(jìn)化的總趨勢。而部分獸類的祖先從陸地重返海洋化為海獸,成為海洋極為獨特的類群。這種“二次入水”并形成次生性水生適應(yīng)是生物進(jìn)化歷史上最神奇的事件之一,其從陸地重返海洋的過程中,產(chǎn)生了包括體形改變、滲透調(diào)節(jié)、免疫防御、食性轉(zhuǎn)變、感覺系統(tǒng)、低氧耐受等方面的一系列自然選擇及適應(yīng)進(jìn)化,逐漸演化出豐富的生物多樣性,并占據(jù)了海洋食物鏈的頂端。

鯨魚:我們最熟悉的海獸

海獸,顧名思義,即海洋獸類,是一類棲息于海洋環(huán)境或水生環(huán)境的哺乳動物,分完全水生動物和不完全水生動物。我們熟知的鯨魚、海牛屬于完全水生的海獸,而水獺、海龜、海豹、海獅、海象以及北極熊等不長期生活在海洋里,被劃為不完全水生的海獸。

鯨魚可以說是我們最熟悉的海獸了,我們從化石記錄中得知鯨魚的祖先有點像一只大老鼠或是獵犬,它們大約在5300萬年前由陸地重返海洋,進(jìn)化為完全適應(yīng)于在水中生活的哺乳動物,即使在休息或生殖時也不需要上岸。在此期間,它們在生態(tài)、行為、身體結(jié)構(gòu)以及生理機(jī)能等方面都形成了適應(yīng)水生生活的獨特特征。

為了適應(yīng)水生生活,鯨類的骨骼形態(tài)發(fā)生了不同程度的改變,首先是有了適應(yīng)游泳的流線型軀體,鼻孔移到頭部背面成為呼吸孔,前肢變?yōu)轹?,后肢退化,尾部形成尾葉,同時食性由植食性逐漸變?yōu)殡s食性,隨后變?yōu)槿馐承浴Q芯勘砻?,須鯨雖然沒有牙齒,但是在胚胎期間還保持著牙床的特征。水生的生活,改變了鯨魚對感覺系統(tǒng)的要求。研究表明,鯨類的舌退化得只存在少數(shù)味蕾,很多感知可能已經(jīng)丟失。水環(huán)境也使得鯨魚眼睛變小,視覺、嗅覺退化。同時,因為捕食的需求,鯨魚擁有了靈敏的聽覺,齒鯨更是形成了發(fā)達(dá)的回聲定位能力。

與陸獸相比,鯨類捕食過程中經(jīng)常吞入海水,鯨類的食物中所含的水分較為充足,攝取食物時也會帶入大量鹽分。在此基礎(chǔ)上,鯨類也進(jìn)化出了強(qiáng)大的水鹽調(diào)節(jié)能力。對于用肺呼吸的鯨類來說,長時間屏息潛水與外界氧氣的來源被阻隔這個矛盾,使得如何控制氧氣消耗成為它們的一個巨大挑戰(zhàn)。潛水之王抹香鯨為了獵食大王烏賊,可以潛至1000米以下的深海。為此,鯨類已形成了其獨特的低氧耐受能力,將有限的氧氣在運(yùn)動的合理分配中發(fā)揮到極致。

正是由于這種完美進(jìn)化,鯨魚也經(jīng)常被誤認(rèn)為魚類。鯨魚與魚雖然都有一個“魚”字,卻是兩類完全不同的生物。鯨魚和魚長得特別像,是因為它們長期生活在相同的環(huán)境中,所以需要進(jìn)化出相似的能力,這就是趨同進(jìn)化。而鯨魚與魚也成了趨同進(jìn)化的經(jīng)典案例。

知識鏈接

鯨魚與魚的區(qū)別

鯨魚

我是哺乳動物,喝媽媽的奶長大

我是胎生的

我有耳孔

我的頭頂有類似人類鼻子的呼吸孔

我用肺呼吸,要露出水面呼吸

我是恒溫動物,正常體溫在36~37°C

我定期要游出水面換氣,所以我有著水平的尾葉,能上下運(yùn)動,這樣有利于我快速游向水面

我不是哺乳動物

我有卵生、卵胎生和胎生3種繁殖方式

我沒有耳孔

我的嘴巴旁邊長著呼吸用的鰓,我用鰓在水中呼吸我是變溫動物,體溫會隨環(huán)境的變化而變化

我有著垂直的尾鰭,便于左右擺動,快速前進(jìn),有利于我在水里躲避天敵

保護(hù)海獸,我們共同努力

鯨類的水生適應(yīng)經(jīng)歷了從陸生到半水生再到完全水生,對它們的研究不論在進(jìn)化學(xué)還是在生態(tài)學(xué),都有著非常重大的意義。

中國是名副其實的海獸大國,但大多數(shù)海獸都分布于遠(yuǎn)洋水域,開展調(diào)研比較困難。在中國的長江里,也曾生活著兩種中國特有的淡水海獸——白鱀豚和長江江豚??上У氖?,因為水體污染、垃圾排放、船只碰撞、全球變暖、棲息地破壞、過度捕撈帶來食物匱乏等多種人為活動的影響,繼白鱀豚在2007年被宣布功能性滅絕后,長江江豚的種群數(shù)量也出現(xiàn)了急劇下降,且分布區(qū)域和棲息地已呈現(xiàn)高度破碎化趨勢。

長江江豚是白鱀豚功能性滅絕后長江里僅存的鯨豚類動物,分布于長江中下游的干流以及洞庭湖、鄱陽湖,被世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄列為極危。近年來,國家先后推出了長江江豚等瀕危物種的保護(hù)行動計劃,并成立了長江江豚保護(hù)聯(lián)盟。令人欣慰的是,2017年全國科考結(jié)果顯示,長江江豚數(shù)量約有1012頭,下降趨勢開始有所緩解。

南京現(xiàn)在是長江流域唯一在市中心江段有野生江豚穩(wěn)定棲息的城市,而每年的11月到次年的4月是長江江豚最好的觀測季,歡迎來南京的中山碼頭看“海獸”。

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