四条腿的鲸什么样？它学游泳的姿势或许超出你的想象

中科院物理所

来源：公众号“科研圈”

一个国际研究团队在秘鲁海滩上发现了新的四足鲸类化石，为理解鲸的演化和迁徙提供了重要信息。

Peregocetus pacificus 在陆地和水中活动的复原图。图片来源：A. Gennari

撰文：沛米戚译引

现代的鲸是地球上最大的哺乳动物，是当之无愧的海中霸主。然而在 5000 多万年前，鲸的祖先不过只有狼那么大，能够在陆地上四足奔跑。最近，一支国际合作研究团队在秘鲁海岸发现了一种新的四足鲸类化石，将其命名为 Peregocetus pacificus，意为“抵达太平洋的旅行鲸”。

这一发现填补了鲸类演化史中重要的一环，有助于揭示它们如何从陆地回归海洋，又如何一路迁徙直至遍布世界各地。相关论文发表在 4 月 4 日的《当代生物学》（Current Biology）期刊上（论文链接）。

四条腿的鲸什么样

鲸目（Cetacea）包含我们所说的鲸和海豚，起源于 5000 多万年前的南亚。远古的鲸体型比现代的鲸要小得多，是水陆两栖的四足偶蹄类哺乳动物。在过去几十年中，科学家已经发现了几种早期四足鲸类的化石。

鲸的大家族中最古老的成员是巴基鲸（Pakicetidae），它的三个属都被发现于巴基斯坦的卡拉奇塔山脉（KalaChitta Range）。巴基鲸的大小和狼差不多，有着长尾巴和瘦长的四肢，生活在接近淡水的环境中，代表了陆生偶蹄类向水生鲸类演化的第一步。或许是因为它们和现代的鲸差异实在太大，最初的命名者们将其归类为中爪兽目（Mesonychid），一类和狼相似的远古食肉动物，这一分类过了近半个世纪才得到修正。

巴基鲸游泳复原图。图片来源：https://estoyaburrido-mexico.blogspot.com/2013/02/la-evolucion-de-las-ballenas.html

比巴基鲸略晚的游走鲸（Ambulocetidae）更加适应水中的生活，化石证据显示它们尾部可能有着强壮的肌肉，和今天的水獭相似。并且，相比淡水环境，游走鲸很可能更适应海水环境；而更晚一些的雷明顿鲸（Remingtonocetidae）可能已经完全适应了海水。

游走鲸游泳复原图。图片来源：https://estoyaburrido-mexico.blogspot.com/2013/02/la-evolucion-de-las-ballenas.html

重新学习游泳

早期鲸类很可能在水中觅食，在岸上休息。有科学家认为，从雷明顿鲸的时期开始，鲸的骨盆带（pelvic girdle）变得更加灵活，能够做出更大幅度的弯曲和伸展动作；与此同时，它们的尾巴变得更强壮、扁平，接近今天水獭尾巴的形状。这些形态的改变都体现出对水中生活的适应。

接下来，鲸的家族迎来了一大批新成员——原鲸（Protocetidae），包含约 20 个属。和祖先们相比，原鲸的眼眶更大，两眼之间距离更宽，不同的属头骨形状差异较大。它们还保留有发育良好的后肢。

本次发现的化石就属于原鲸的一种。2011年，一个由来自秘鲁、法国、意大利、荷兰和比利时的科研人员组成的团队发现了它，被保存在距今 4000 多万年（始新世中期）的海洋沉积物中。化石研究显示，这头鲸保留了在陆地上活动的能力，同时也是一个游泳好手。它体长 4 米（包含尾部），臀部和四肢形态表明它可以在陆地上行走；而尾巴和足的解剖特征，包括长而有蹼的附肢，都和现生的水獭、海獭相似。

现代的海獭有着宽而扁平的尾巴。图片来源：Pixabay

原鲸生活在始新世中期。到始新世中期和晚期，龙王鲸（Basilosauridae）将成为第一种完全水生的鲸。化石分析表明它们很可能已经演化出了定向的听觉，只是没有今天的鲸那么发达。

自此，鲸永远定居海洋。

海中旅行者

原鲸是鲸类中最先实现全球分布的类群，它们的足迹遍布亚洲、非洲、欧洲、北美洲和南美洲。早先的化石证据显示，鲸目起源于南亚，随后往北非方向迁徙。

这次发现的化石披露了它们的下一步行动：在不到 1000 万年的时间里，原鲸跨越大西洋，来到南美洲，几乎绕赤道转了一圈。在始新世时期，非洲和南美洲之间的距离大约只有今天的一半，这里的洋流方向也有利于它们的迁徙。

论文的第一作者、比利时皇家自然科学研究所（Royal BelgianInstitute of Natural Sciences）的 Olivier Lamber 说：“这是整个太平洋地区第一个无可争议的四足鲸化石记录，可能是美洲最古老的，也是除印度和巴基斯坦外最完整的。”

论文作者推测，只有在抵达南美洲之后，它们才开始向北迁徙，最终到达北美洲。

鲸的旅途还没有结束，它们的故事还在等待更多的化石来填补。许多科学家认为今天的河马是鲸在陆地上的远亲，但这一观点目前还有争议。至于这个研究小组，他们计划在这个地区继续向更古老的地层挖掘，希望能找到更古老的两栖鲸类化石。

参考资料

1. Lambertet al., An Amphibious Whale from the Middle Eocene of Peru Reveals Early SouthPacific Dispersal of Quadrupedal Cetaceans, Current Biology (2019),https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.02.050

2. Gingerich, Philip D., et al. "Newprotocetid whale from the middle Eocene of Pakistan: birth on land, precocialdevelopment, and sexual dimorphism." PLoS one 4.2 (2009):e4366.

3. 高红艳, and 倪喜军. "基干鲸类的多样性及其与中兽和偶蹄类的系统关系 (英文)." 古脊椎动物学报 2 (2015): 5.

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