少儿科普知识谁是鲸类陆地祖先.docx

少儿科普知识：谁是鲸类陆地祖先最近，《自然》、《科学》、《科学新闻》等几家世界科学刊物都不约而同地登载了有关古鲸类化石重大发觉的讨论文章，这项重大发觉究竟意义何在？对我们了解哺乳动物进化史将会有何影响？记者为此采访了中科院古脊椎动物与古人类讨论所讨论员、博士邓涛先生　　■鲸类起源的两种假说　　科学家们认为，现代的鲸类起源于食肉的四足哺乳动物，这些鲸类的祖先有点儿像大型的狼，曾经在当时的大陆上漫游和追踪猎物直到距今5700万年前，即始新世之初，这些食肉动物在当时干旱的生活环境带来的生存压力下，毅然跃入大海去开拓一个新的生态领域，结果使它们的躯体经受了深刻的演化慢慢地，它们的四肢和骨盆退化了，尾部越来越强壮并且变成了浆叶状用来拍击海水，以此推动这些“海中巨兽”在海洋中游览　　然而，在哺乳动物进化占据重要位置的鲸类是如何演化的？鲸类的祖先是谁等疑问，由于没有发觉确定性的陆生化石证据，始终无法准确答复并存在着争辩据邓涛介绍，依据牙齿和耳区的形态特征，古生物学家主见鲸类与中兽（第三纪早期的一类绝灭、食肉的有蹄动物）最接近；但分子生物学家则信任鲸类属于偶蹄类（如羊、牛、猪、骆驼、鹿），并且是河马（偶蹄目中的一个科）的姐妹群。

　　从最早的陆生哺乳动物怎样进化成现代水生的鲸？4500万年前的中始新世的鲸类一个世纪以前就已被发觉，但长期以来也没有发觉什么肢骨材料，只有这些动物的头骨被描述从那以后，在北美、巴基斯坦和埃及发觉的不少化石提醒这些早期鲸类具有活动的肘和在身体外面的有关节膝的后肢然而，它们中除两栖鲸（与海狮特别相像）以外都已经是完全水生的所以，得不到关于鲸类陆生祖先的具体解剖学信息　　■新证据带来的新假说　　今年9月20日的《自然》上报道了美国俄亥俄州立大学医学院的Thewissen在巴基斯坦东北部发觉的生活在约5000万年前的哺乳动物化石，其脚踝骨类似偶蹄动物，而头部与鲸特别相像，它们属于已知最早的鲸类新发觉的鲸类化石还说明：早期的鲸类祖先完全是陆地动物，甚至还是“有效的奔驰者”它们也提醒鲸类与已知最早的偶蹄动物的亲缘关系比与任何其它哺乳动物都更亲密这些结论基于牢靠的比拟解剖资料，并且不同于以前古生物学家和分子生物学家的两种假说　　邓涛解释说，生活于第三纪早期（约6500万至5000万年前）的全部哺乳动物都是陆生的所以，水生的鲸类肯定是由陆生哺乳动物进化而来并返回水中，现生鲸类的前肢仍旧具有与陆生哺乳动物一样的构造。

然而，现代鲸类已经高度特化，很多适应性状使它们能够游泳、潜水和取食　　现生鲸类与其它哺乳动物很不一样，所以在这个领域的另一个老问题就是哪一个哺乳动物类群包含了鲸类最接近的亲戚，即谁是它们的“姐妹群”？鲸类的头骨和骨架的解剖学特征与陆生哺乳动物相比已经极大地转变，早期鲸类的化石又是如此稀有而且总是不完整，以至这个类群的亲缘关系很难建立　　而新化石显示其踝骨的形态类型是对奔驰的适应，这曾经被认为是偶蹄类特有的，但现在很清晰地消失在鲸类中所以，形态学证据第一次显示偶蹄类是鲸类最接近的亲戚　　这意味着偶蹄类和鲸类形成一个较大类群（即鲸－偶蹄类支系）的两个分支这些讨论人员还将中兽排解在这个较大的类群外他们还指出河马不是鲸类现生的姐妹群，鲸类最接近的化石亲戚可能是已知最早的偶蹄类，如古偶蹄兽（约5000万年前）　　与此仅隔一天，9月21日的《科学》上又报道了美国密执安大学的地质学和古生物学教授Gingerich所领导的讨论小组，在巴基斯坦的西南部发觉了大约4700万年前的另一种动物骨骼化石，这些化石也供应了有力的形态学证据，证明鲸不是与中兽，而是与偶蹄类有亲缘关系，并且是偶蹄类的后代这无疑在解决以往的争辩方面供应了更多的证据，由于，这一结果使形态学证据与分子学资料至少在目级水平相吻合。

　　邓涛告知记者，原始的古鲸从前也曾有过报道，但这些新标本是第一次直接与鲸骨架相连，且保存完好，特化的踝骨性状足以供应鲸类和偶蹄类亲缘关系的重要线索并且，这些化石新证据显示鲸类很早就从偶蹄类分化出来，源于一种未知的初始偶蹄类，它具有比任何已知的包括古偶蹄兽和石炭兽（一类形态与猪相像，但直接系统与猪没有关系的已绝灭的原始偶蹄类，它与河马的系统关系亲密石炭兽在第三纪中期，约2500万年前最繁盛在内的偶蹄类更原始一些的踝骨　　由此可以想象，河马和鲸类是在始新世以前就与其它偶蹄类分异的一个支系的现生成员这个设想意味着某些偶蹄类的进步性状演化过不止一次：在石炭兽－河马支系（鲸类分异之后）中以及独立地在其它偶蹄类中都曾发生　　■结论存在差异，意义同样特别　　然而，关于鲸的进化还有很多尚待了解的问题，而且上述两篇讨论论文的结论也还存在不同之处Thewissen等认为以前古生物学家和分子生物学家的两种假说都不正确，即鲸类既不是中兽的姐妹群，也不是河马的姐妹群，鲸与包括河马在内的整个偶蹄类成姐妹群关系另一方面，Gingerich等虽然也赞同鲸不是与中兽，而是与偶蹄类有亲缘关系的观点，但他们认为鲸是偶蹄类的后代，依据分支系统分类学的原理，即鲸是偶蹄类的一员，它与由河马和石炭兽组成的类群成姐妹群关系，而石炭兽早已绝灭，所以河马是鲸最接近的现生亲戚，这一结论支持分子生物学家的假设。

　　显而易见，争辩的彻底解决将依靠更多化石材料的发觉，一些相关的问题也还缺乏答案，比方河马准确的祖先和偶蹄类自身的起源问题最终答案或许还将来自上述两篇论文的一样化石产地　　尽管还需要进一步的发觉和讨论，但邓涛认为，Thewissen和Gingerich等的发觉对于早期鲸类演化的讨论是一个很大的促进，特殊是Thewissen等将水生鲸类与其陆生祖先的演化链中的一个缺失环节连接上了，就像当年发觉的始祖鸟在鸟类早期演化中所扮演的重要角色一样他说，只有很少的化石，比方这次发觉的化石，提醒了脊椎动物中形态迥异但进化亲密的两大类群之间的联系当生活环境发生巨变时，如从陆地到水域，重新适应的动物由于高度的自然选择压力总是会导致其形态发生显着变化，任何与其原来祖先的相像性都有可能会很快消逝但无庸置疑，这些新化石卓越地证明白现代鲸与它们的陆生祖先之间的联系，这也是一些评论家认为它们可以与诸如最原始的鸟类“始祖鸟”和早期人类“南方古猿”等的“过渡类型”相媲美的缘由。