古鲸鱼化石的发现从陆地到水中

古鲸鱼化石的发现从陆地到水中

许多古代鱼类化石在世界各地得到发现，这为科学家的古生物化学提供了强有力的证据和证据。2008年美国科学家在《脊椎动物古生物学》杂志上发表论文称,他们在一项研究中发现早期的鲸鱼长着强而有力的腿,它们当时主要靠腿部的划动在海洋中活动。这一新发现也许可以揭示鲸从陆地走向海洋的神秘进化过程。文章认为“鲸的祖先曾经生活于陆地,与其他陆地哺乳动物一样都长有4条腿。在长期的进化过程中,它们慢慢开始习惯于水中生活,它们的前腿逐渐退化为鳍状肢,后腿和臀部消失。但是,现代鲸仍然都还保留着骨盆的痕迹,而且经常发生返祖现象,即一些新生鲸竟然长有后肢”。到底是什么原因驱动鲸改变自己的解剖结构以适应水中生活呢?早期的鲸到底又是如何改变自己解剖结构的呢?科学家对一种生活在4500万年以前的古鲸颅骨化石进行了三维计算机扫描,发现它具有一个陀螺仪状的器官——内耳。内耳的作用是产生平稳感,它为一细小的管道,里面含有液体;管道内壁有敏感的细毛,当身体的平衡受到影响时,液体就会移动,并触动细毛基部的细胞,细胞则向大脑发送出相关的信号。科学家表示,正是内耳这一器官支持着古鲸由陆上转化为水中生活。据物理学家组织报道,两个距今4750万年前的鲸鱼化石揭示了早期的鲸如何分娩,同时为了解鲸鱼栖息地如何从陆地过渡到海洋提供了新线索。现代鲸有颈而不明显,有前肢却呈鳍状,有后肢但完全退化,所有这些都表明鲸的祖先曾在陆地上活动过,鲸鱼是由陆地向海洋中进化的结论。我国学者倪景辉先生在1999年第8期《海洋世界》上《鲸类的祖先在哪里》一文中写道:“金杰里奇博士认为,原始鲸鱼生长在陆地上靠猎取其他动物和鱼类为生,后来,由于大量鱼类的引诱,使它们逐渐移向大海。而且更重要的是,鲸鱼化石的中耳保存完好,同陆生哺乳动物的中耳完全一样。”这篇文章还介绍,从现代鲸的骨骼系统可以证实鲸在漫长的历史征程中由陆地进入海洋的事实。现代鲸鱼的头骨发达,脑颅部小,颜面部较大,额骨极窄,展向左右两侧,前颌骨和上颌骨显著延长,构成较长的吻都,下颌骨同吻部相适应。鳍肢的肩带骨中缺锁骨,肩胛骨宽阔成扇形,肱骨显著缩短,桡骨和尺骨扁平。鲸前肢具五指和具后肢骨,可以看出鲸在史前生活在陆地上并靠四肢爬行生活;而当鲸进入海洋生活之后,为适应海洋中的游泳生活,前肢变成薄而扁的鳍状,后肢退化,体外无痕,退化后的后肢骨化为一极小的弓形骨,完全同椎骨分离,且埋于皮下。背鳍或无,尾鳍没有骨骼,由结缔组织和脂肪组成。尾鳍展平成左右两翼,成为主要游泳器官。古鲸鱼骨骼化石属于地质遗产的范畴。这些值得很好保护的古生物化石及其产地等地质遗迹,记录了其所在地区或地点的古地理、古气候、古生物和古环境等大量的科学信息,是我们探求地球和生命科学的宝贵资源。古鲸鱼骨骼化石在连云港市经常和大量的发现,确立了连云港市在我国海洋古生物进化史上重要地质遗产地的地位。它们对研究我国区域性古海洋生物的分类、分布、演化、迁徙、灭绝、古地理和古环境及地壳的构造演化、海岸线的演变以及气候变化等方面都具有重要的考古、自然历史研究的价值和意义。1859年达尔文出版了震动当时学术界的《物种起源》一书,提出了影响深远的生物进化论学说。恩格斯将进化论与能量守恒和转换定律、细胞学说并列为19世纪自然科学的三大发现之一。进化论的理论核心是:生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。以上核心就是“物竞天择,适者生存”观点。现代基因学的诞生,为达尔文的进化论提供了重要的证据支持。事实上,物竞天择,“竞”的就是“基因”。基因的改变导致鲸鱼逐渐失去后肢。美国俄亥俄大学医学院解剖学教授汉斯·德威森博士率领的国际科学家小组,试图利用现在的点斑原海豚和远古鲸鱼化石的发展数据确定鲸、海豚和鼠海豚失去后肢是因为基因的改变。研究认为:5000多万年前的远古鲸鱼和海豚是四足类陆上动物,跟现在的大狗一样。“从化石上明显地看到远古鲸鱼是生活在陆地上的,它们同河马、骆驼、鹿有着共同的祖先。”“它们在后肢消失的很早以前就开始进化为水生生活方式了。在进化期间,它们的后肢变得越来越小,但仍保持原有的数量,而且后肢的骨骼结构仍与它们陆地上的祖先保持一样。”2007年《美国国家科学院院刊》上发表的文章称远古鲸鱼后肢在1500多万年里逐渐萎缩是基因变化逐渐积累的结果,这种基因的变化影响着四肢的大小,而且这些变化有时发生在胚胎晚期。鲸鱼肢体生长所必须的基因被称之为Sonichedgehog,“显然,SonicHedgehog的消失引发了远古鲸鱼四肢痕迹的消失”。而在远古鲸鱼四肢的进化历程中,SonicHedgehog的作用是很明显的。研究结果倾向于传统的进化理论,达尔文的理论认为这是积少成多的结果,那就是几千几万年的小的变化加起来才发生了最后的巨大的改变。20世纪末,美国密执安大学和巴基斯坦地质调查所的联合研究小组又发现,生活于陆地上的古鲸属于偶蹄目动物。2000年,他们在4700万年前的地层中发掘出两具古鲸的新化石,从其后蹄骨发现了该种具有偶蹄目动物特有的形状,从而掌握了鲸是偶蹄目动物的决定性证据。2001年,一项基因和解剖学研究证实鲸鱼进化历程中曾出现叫做偶蹄动物的过渡性偶蹄哺乳动物。更多的骨骼化石发现证实早期两栖鲸鱼物种曾在水域边缘生存,它们并不是孤单的进化物种,进化分支从巴基鲸至陆行鲸、罗德侯鲸和械齿鲸。美国科学家认为:“在生物的进化史上,从古代的陆上四足动物到现今的水中哺乳动物,一直缺少了一环。”因此,学者们认为,上述发现的古鲸化石恰恰填补了这一空缺。然而,古鲸为什么要从陆上迁到水中呢?原来,古鲸生殖及哺育后代的活动都是在陆地上进行的,就如现在的海狮、海狗、海豹等两栖动物一样。但是,生物的进化往往受环境变化的影响,大约在5000万年以前,由于水中的食物和掠食者的比例相对于陆地环境更易于古鲸生存,它们便开始进入水里;大约在距今1000万年时,古鲸的后代进化得与现代鲸非常相似,它们长着尾巴和短短的脖子,后足也退化为鳍状的附属物,从此它们就不再上岸来了。研究水中哺乳动物显示,光滑的躯体对游泳是有帮助的,因为像后肢这样的组织会