古鯨魚(yú)化石的發(fā)現(xiàn)從陸地到水中

古鯨魚(yú)化石的發(fā)現(xiàn)從陸地到水中

許多古代魚(yú)類化石在世界各地得到發(fā)現(xiàn)，這為科學(xué)家的古生物化學(xué)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)和證據(jù)。2008年美國(guó)科學(xué)家在《脊椎動(dòng)物古生物學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱,他們?cè)谝豁?xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)早期的鯨魚(yú)長(zhǎng)著強(qiáng)而有力的腿,它們當(dāng)時(shí)主要靠腿部的劃動(dòng)在海洋中活動(dòng)。這一新發(fā)現(xiàn)也許可以揭示鯨從陸地走向海洋的神秘進(jìn)化過(guò)程。文章認(rèn)為“鯨的祖先曾經(jīng)生活于陸地,與其他陸地哺乳動(dòng)物一樣都長(zhǎng)有4條腿。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,它們慢慢開(kāi)始習(xí)慣于水中生活,它們的前腿逐漸退化為鰭狀肢,后腿和臀部消失。但是,現(xiàn)代鯨仍然都還保留著骨盆的痕跡,而且經(jīng)常發(fā)生返祖現(xiàn)象,即一些新生鯨竟然長(zhǎng)有后肢”。到底是什么原因驅(qū)動(dòng)鯨改變自己的解剖結(jié)構(gòu)以適應(yīng)水中生活呢?早期的鯨到底又是如何改變自己解剖結(jié)構(gòu)的呢?科學(xué)家對(duì)一種生活在4500萬(wàn)年以前的古鯨顱骨化石進(jìn)行了三維計(jì)算機(jī)掃描,發(fā)現(xiàn)它具有一個(gè)陀螺儀狀的器官——內(nèi)耳。內(nèi)耳的作用是產(chǎn)生平穩(wěn)感,它為一細(xì)小的管道,里面含有液體;管道內(nèi)壁有敏感的細(xì)毛,當(dāng)身體的平衡受到影響時(shí),液體就會(huì)移動(dòng),并觸動(dòng)細(xì)毛基部的細(xì)胞,細(xì)胞則向大腦發(fā)送出相關(guān)的信號(hào)。科學(xué)家表示,正是內(nèi)耳這一器官支持著古鯨由陸上轉(zhuǎn)化為水中生活。據(jù)物理學(xué)家組織報(bào)道,兩個(gè)距今4750萬(wàn)年前的鯨魚(yú)化石揭示了早期的鯨如何分娩,同時(shí)為了解鯨魚(yú)棲息地如何從陸地過(guò)渡到海洋提供了新線索?，F(xiàn)代鯨有頸而不明顯,有前肢卻呈鰭狀,有后肢但完全退化,所有這些都表明鯨的祖先曾在陸地上活動(dòng)過(guò),鯨魚(yú)是由陸地向海洋中進(jìn)化的結(jié)論。我國(guó)學(xué)者倪景輝先生在1999年第8期《海洋世界》上《鯨類的祖先在哪里》一文中寫(xiě)道:“金杰里奇博士認(rèn)為,原始鯨魚(yú)生長(zhǎng)在陸地上靠獵取其他動(dòng)物和魚(yú)類為生,后來(lái),由于大量魚(yú)類的引誘,使它們逐漸移向大海。而且更重要的是,鯨魚(yú)化石的中耳保存完好,同陸生哺乳動(dòng)物的中耳完全一樣。”這篇文章還介紹,從現(xiàn)代鯨的骨骼系統(tǒng)可以證實(shí)鯨在漫長(zhǎng)的歷史征程中由陸地進(jìn)入海洋的事實(shí)?，F(xiàn)代鯨魚(yú)的頭骨發(fā)達(dá),腦顱部小,顏面部較大,額骨極窄,展向左右兩側(cè),前頜骨和上頜骨顯著延長(zhǎng),構(gòu)成較長(zhǎng)的吻都,下頜骨同吻部相適應(yīng)。鰭肢的肩帶骨中缺鎖骨,肩胛骨寬闊成扇形,肱骨顯著縮短,橈骨和尺骨扁平。鯨前肢具五指和具后肢骨,可以看出鯨在史前生活在陸地上并靠四肢爬行生活;而當(dāng)鯨進(jìn)入海洋生活之后,為適應(yīng)海洋中的游泳生活,前肢變成薄而扁的鰭狀,后肢退化,體外無(wú)痕,退化后的后肢骨化為一極小的弓形骨,完全同椎骨分離,且埋于皮下。背鰭或無(wú),尾鰭沒(méi)有骨骼,由結(jié)締組織和脂肪組成。尾鰭展平成左右兩翼,成為主要游泳器官。古鯨魚(yú)骨骼化石屬于地質(zhì)遺產(chǎn)的范疇。這些值得很好保護(hù)的古生物化石及其產(chǎn)地等地質(zhì)遺跡,記錄了其所在地區(qū)或地點(diǎn)的古地理、古氣候、古生物和古環(huán)境等大量的科學(xué)信息,是我們探求地球和生命科學(xué)的寶貴資源。古鯨魚(yú)骨骼化石在連云港市經(jīng)常和大量的發(fā)現(xiàn),確立了連云港市在我國(guó)海洋古生物進(jìn)化史上重要地質(zhì)遺產(chǎn)地的地位。它們對(duì)研究我國(guó)區(qū)域性古海洋生物的分類、分布、演化、遷徙、滅絕、古地理和古環(huán)境及地殼的構(gòu)造演化、海岸線的演變以及氣候變化等方面都具有重要的考古、自然歷史研究的價(jià)值和意義。1859年達(dá)爾文出版了震動(dòng)當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界的《物種起源》一書(shū),提出了影響深遠(yuǎn)的生物進(jìn)化論學(xué)說(shuō)。恩格斯將進(jìn)化論與能量守恒和轉(zhuǎn)換定律、細(xì)胞學(xué)說(shuō)并列為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。進(jìn)化論的理論核心是:生物正是通過(guò)遺傳、變異和自然選擇,從低級(jí)到高級(jí),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,種類由少到多地進(jìn)化著、發(fā)展著。以上核心就是“物競(jìng)天擇,適者生存”觀點(diǎn)?，F(xiàn)代基因?qū)W的誕生,為達(dá)爾文的進(jìn)化論提供了重要的證據(jù)支持。事實(shí)上,物競(jìng)天擇,“競(jìng)”的就是“基因”?；虻母淖儗?dǎo)致鯨魚(yú)逐漸失去后肢。美國(guó)俄亥俄大學(xué)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教授漢斯·德威森博士率領(lǐng)的國(guó)際科學(xué)家小組,試圖利用現(xiàn)在的點(diǎn)斑原海豚和遠(yuǎn)古鯨魚(yú)化石的發(fā)展數(shù)據(jù)確定鯨、海豚和鼠海豚失去后肢是因?yàn)榛虻母淖?。研究認(rèn)為:5000多萬(wàn)年前的遠(yuǎn)古鯨魚(yú)和海豚是四足類陸上動(dòng)物,跟現(xiàn)在的大狗一樣?！皬幕厦黠@地看到遠(yuǎn)古鯨魚(yú)是生活在陸地上的,它們同河馬、駱駝、鹿有著共同的祖先。”“它們?cè)诤笾У暮茉缫郧熬烷_(kāi)始進(jìn)化為水生生活方式了。在進(jìn)化期間,它們的后肢變得越來(lái)越小,但仍保持原有的數(shù)量,而且后肢的骨骼結(jié)構(gòu)仍與它們陸地上的祖先保持一樣?！?007年《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的文章稱遠(yuǎn)古鯨魚(yú)后肢在1500多萬(wàn)年里逐漸萎縮是基因變化逐漸積累的結(jié)果,這種基因的變化影響著四肢的大小,而且這些變化有時(shí)發(fā)生在胚胎晚期。鯨魚(yú)肢體生長(zhǎng)所必須的基因被稱之為Sonichedgehog,“顯然,SonicHedgehog的消失引發(fā)了遠(yuǎn)古鯨魚(yú)四肢痕跡的消失”。而在遠(yuǎn)古鯨魚(yú)四肢的進(jìn)化歷程中,SonicHedgehog的作用是很明顯的。研究結(jié)果傾向于傳統(tǒng)的進(jìn)化理論,達(dá)爾文的理論認(rèn)為這是積少成多的結(jié)果,那就是幾千幾萬(wàn)年的小的變化加起來(lái)才發(fā)生了最后的巨大的改變。20世紀(jì)末,美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)和巴基斯坦地質(zhì)調(diào)查所的聯(lián)合研究小組又發(fā)現(xiàn),生活于陸地上的古鯨屬于偶蹄目動(dòng)物。2000年,他們?cè)?700萬(wàn)年前的地層中發(fā)掘出兩具古鯨的新化石,從其后蹄骨發(fā)現(xiàn)了該種具有偶蹄目動(dòng)物特有的形狀,從而掌握了鯨是偶蹄目動(dòng)物的決定性證據(jù)。2001年,一項(xiàng)基因和解剖學(xué)研究證實(shí)鯨魚(yú)進(jìn)化歷程中曾出現(xiàn)叫做偶蹄動(dòng)物的過(guò)渡性偶蹄哺乳動(dòng)物。更多的骨骼化石發(fā)現(xiàn)證實(shí)早期兩棲鯨魚(yú)物種曾在水域邊緣生存,它們并不是孤單的進(jìn)化物種,進(jìn)化分支從巴基鯨至陸行鯨、羅德侯鯨和械齒鯨。美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為:“在生物的進(jìn)化史上,從古代的陸上四足動(dòng)物到現(xiàn)今的水中哺乳動(dòng)物,一直缺少了一環(huán)?！币虼?學(xué)者們認(rèn)為,上述發(fā)現(xiàn)的古鯨化石恰恰填補(bǔ)了這一空缺。然而,古鯨為什么要從陸上遷到水中呢?原來(lái),古鯨生殖及哺育后代的活動(dòng)都是在陸地上進(jìn)行的,就如現(xiàn)在的海獅、海狗、海豹等兩棲動(dòng)物一樣。但是,生物的進(jìn)化往往受環(huán)境變化的影響,大約在5000萬(wàn)年以前,由于水中的食物和掠食者的比例相對(duì)于陸地環(huán)境更易于古鯨生存,它們便開(kāi)始進(jìn)入水里;大約在距今1000萬(wàn)年時(shí),古鯨的后代進(jìn)化得與現(xiàn)代鯨非常相似,它們長(zhǎng)著尾巴和短短的脖子,后足也退化為鰭狀的附屬物,從此它們就不再上岸來(lái)了。研究水中哺乳動(dòng)物顯示,光滑的軀體對(duì)游泳是有幫助的,因?yàn)橄窈笾@樣的組織會(huì)