為什麼鯨魚的祖先要從陸地回到海洋?科學家研究發現原因

為什麼鯨魚的祖先要從陸地回到海洋?這需要

讓我們回到它們的當時的環境,看那時大型海洋動物的世界和生活條件如何。環境可以對物種發揮關鍵作用和選擇壓力,正如在非洲熱帶草原開始擴張時,由於氣候乾燥和先前森林棲息地減少,早期人類祖先才開始直立行走。

科研人員詳細研究了遠古時期的特提斯海,是如何在水生生物多樣化中發揮關鍵作用的。

為什麼鯨魚的祖先要從陸地回到海洋?科學家研究發現原因

一億年前的特提斯海的板塊構造重建

在哺乳動物遷移到水中之前,早期的特提斯海已經是恐龍時代大型海洋爬行動物的家園。

在侏羅紀,盤古大陸分裂成北部的勞亞大陸和南部的岡瓦納大陸,導致特提斯海逐漸擴張,成為中生代占主導地位的海洋航道。

海洋爬行動物實際上是第一個從陸地返回海洋的動物,這在很大程度上歸功於當時特提斯海溫暖的海水和淺水中豐富的食物。

海洋爬行動物在中生代特別成功,成為海洋中的主要捕食者。中生代海洋爬行動物有十幾種,其中包括蛇頸龍類、魚龍類、滄龍類和海龜類等。

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白堊紀末期,在小行星撞擊引發陸地和海洋大規模滅絕之前的海洋生態

隨著恐龍和大型海洋爬行動物在6500萬年前的滅絕,海洋向一批新的動物敞開懷抱:哺乳動物。

鯨魚最早的祖先屬於早期偶蹄類動物,出現於大約 5580 萬年前的始新世早期。

第一批鯨魚化石是在今天的巴基斯坦和北印度地區發現的,那裡在新生代是特提斯海的一部分

鯨魚從陸地到海洋的過渡,可以追溯到大約 4900 萬年前,在巴基斯坦發現的遊走鯨(Ambulocetus)。自大約 4000 萬年前的始新世晚期以來,鯨目動物在亞熱帶海洋中繁衍生息,不再出現在陸地上。從陸地到水的過渡,花費了大約1000萬年。

而在

大約 5000 萬年前,特提斯海開始關閉:岡瓦納大陸的一部分碎片——相當於今天印度、阿拉伯、土耳其和普利亞地區(包括義大利的部分地區、巴爾幹國家、希臘)——最終與歐亞大陸的其他地區相撞。

由於特提斯海逐漸收縮關閉,為鯨類的進化創造了完美的環境,導致了鯨類的進一步發展。

鯨類佔據了這個被空出來的生態位的一個證據,是它們與先前的海洋爬行動物的進化對比:

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鯨類與海洋爬行動物的趨同進化

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滄龍,一種海洋爬行動物

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龍王鯨, 一種海洋哺乳動物

它們的相似之處不僅僅是巧合,而恰恰是證明了趨同進化:相同的生態位,相似的挑戰和機遇,產生了相似的形狀。

此外,海洋對海洋爬行動物來說是一個很好的機會,在水中食物豐富,也沒有激烈的競爭。在當時,土地已經被同時代的恐龍佔領了,恐龍是任何陸地動物的激烈競爭者,因此一些爬行動物更願意去到水裡,而哺乳動物則躲藏在陰影中。

相似的是,鯨魚的祖先在陸地上也面臨著激烈的競爭者。舉例來說,它們的近親:

中爪獸,

是一種已滅絕的食肉有蹄類動物類群,是當時主要的陸地捕食者。它們被稱為“有蹄的狼”,與鯨豚類的祖先外貌和習性都很相似,彷彿是一場家族間的競賽。

為什麼鯨魚的祖先要從陸地回到海洋?科學家研究發現原因

中爪獸

當然,鯨魚的祖先回到大海,有豐富的食物供應可以利用,這點也很重要。

總之,鯨類動物迴歸大海的原因,似乎與它們的海洋爬行動物同類早先所做的類似:陸地上存在激烈的競爭者,而海洋當時具有非常好的生活條件:競爭者相對未開發的棲息地,大量機會和食物。

為什麼鯨魚的祖先要從陸地回到海洋?科學家研究發現原因

此外人們也已經發現,當時的鯨類並不是唯一從陸地返回海洋的哺乳動物。其他物種也這樣做了,其中一些現在已經滅絕了,比如下面的

索齒獸

(是鯨魚的親戚,有些像河馬),但這有利地支援了當時的水中環境非常有利於生存的這一觀點。

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索齒獸(desmostylian)