鲸须出现之前，鲸鱼的牙齿就脱落了学术资讯

渐新世时期，俄勒冈州近海的鲸鱼Maiabalaena nesbittae母子俩的艺术画像。

鲸须是蓝鲸、座头鲸和其他海洋哺乳动物口腔内成列的柔韧的毛发状板，能够帮助它们从海水中过滤出相对较小的猎物。鲸须的进化，可与恐龙羽毛的进化相媲美，堪称生命历史上最不寻常的变化之一。现在，科学家们在这种创新的进食策略进化中发现了一个重要的中间环节：一种既没有牙齿也没有鲸须的古老鲸鱼。

在11月29日出版的《当代生物学》杂志上，史密森尼国家自然历史博物馆的科学家们首次描述了生活在大约3300万年前的鲸鱼Maiabalaena nesbittae。通过使用新方法分析收藏在国家自然历史博物馆的化石，他们确定了这头没有牙齿的、15英尺的鲸鱼，可能并没有鲸须，展示了现代须鲸和其祖先的中间状态。

国家自然历史博物馆负责海洋哺乳动物化石的馆长说：“当我们谈到鲸鱼的进化时，教科书往往侧重于鲸鱼从陆地到海洋的早期阶段。而Maiabalaena的存在则表明，鲸鱼进化的第二阶段对于大尺度的进化同样重要。这是我们第一次确定了滤食的起源，这是鲸鱼历史上的主要创新之一。”

当鲸鱼第一次进化时，跟它们生活在陆地上的祖先一样，用牙齿咀嚼食物。随着时间的推移，早期鲸鱼的许多后代从祖先继承了这一特点，继续咀嚼进食。“而随着周围海洋的变化和动物的进化，鲸鱼进化出了全新的进食策略，包括鲸须滤食法。”国家自然历史博物馆的前博士研究员Carlos Mauricio Peredo说。

鲸鱼是第一个进化出鲸须的哺乳动物，而其他哺乳动物则没有使用任何与鲸须相似的结构来捕食猎物。可惜的是，鲸须的化学成分与头发或指甲相似，保存得并不好，因此很少在化石记录中被发现，这使得古生物学家没有直接证据证明它的过去或起源。因此，科学家们不得不根据化石的推断，或研究胎鲸在子宫内的发育，拼凑出鲸须进化的线索。

在须鲸进化的过程中，人们还不清楚在滤食性系统建立之前，它们是否保留了祖先的牙齿。Peredo说，早期的一个初步假设是，生活在海洋中的哺乳动物一定需要牙齿或鲸须才能进食，但有几种活着的鲸鱼与此观点相悖。如抹香鲸的下颚有牙齿，但上颚没有，所以它们并不能啃咬或咀嚼；独角鲸唯一的牙齿是它们的长牙，并不用来捕食；还有些种类的突吻鲸，尽管被归为齿鲸，却没有牙齿。

Peredo说，由于Maiabalaena的生活年代，古生物学家认为它可能包含了鲸须进化的重要线索。这块化石来自于鲸鱼进化的第二主要阶段，也就是始新世向渐新世过渡的时期，这时发生了巨大的地质变化。随着大陆的移动和分离，洋流第一次在南极洲周围旋转，使海水显著降温。化石记录表明，在这段时间内，鲸鱼的进食方式迅速分化，一组进化为今天的滤食鲸鱼，另一组进化为回声定位鲸鱼。

因此，自20世纪70年代在俄勒冈州发现Maiabalaena的化石以来，人们对它进行了大量的研究，但化石所在的岩石基质和材料仍然掩盖了它的许多特征。直到Peredo最终清理了这块化石，并用最先进的CT扫描技术对其进行了检查，它最引人注目的特征才变得清晰起来。在保存下来的骨骼中可以很明显地看到Maiabalaena牙齿的缺失，但CT扫描揭示的化石的内部解剖结构，告诉了科学家们一些新东西：Maiabalaena的上颌又细又窄，并不足以悬挂鲸须。Peredo说：“现代须鲸口腔内有一个又大又宽且增厚的顶盖，为鲸须提供了附着的地方。而Maiabalaena却不是这样。因此我们确定这个化石物种不仅没有牙齿，而且很可能也没有鲸须。

尽管Maiabalaena不能咀嚼或过滤食物，但它喉骨上的肌肉附着表明它可能有强壮的面颊和可伸缩的舌头，这能够让它能够把水吸进嘴里，并在这个过程中吃掉鱼和小乌贼。牙齿的生长需要大量的能量，而吸食的能力会使牙齿变得不必要。因此，牙齿的脱落似乎为500万至700万年之后鲸须的进化奠定了基础。

Peredo和Pyenson认为研究鲸鱼的进化是理解它们在当今快速变化的海洋中生存的关键。就像鲸须的出现一样，鲸鱼牙齿的脱落是其适应能力的证据，表明鲸鱼可能能够适应当今海洋中所面临的挑战。不过，Peredo警告说，对于体型最大的鲸鱼来说，进化变化可能是缓慢的，因为它们寿命长，繁殖需要的时间也长。“考虑到今天海洋变化的规模和速度，我们并不确切地知道这对所有不同种类的滤食性鲸鱼意味着什么。我们知道它们在过去已经改变了，现在的问题是它们能否跟上现在人类改变海洋的速度。”Peredo说。

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编译：花花

审稿：三水

责编：张梦

期刊来源：《当代生物学》

期刊编号：0960-9822

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https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181129142423.htm