《海兽之子》:生命从哪来,它去向何方

2021-01-21 10:45张燕宁
科学大众·小诺贝尔 2021年2期
关键词:鲸类江豚哺乳动物

张燕宁

《说文解字》有云:“兽,守备者也......一曰:两足曰禽,四足曰兽。”所谓兽,则指四足、全身生毛的哺乳动物。

兽不难寻,小到老鼠,大到狮虎,传统意义上的兽在我们身边极其常见。伴随着《海兽之子》的上映,“海兽”一词进入大众的问题库:何为海兽?为何会有海兽?海兽又是如何生存于海洋中的?

《说文解字》有云:“兽,守备者也......一曰:两足曰禽,四足曰兽。”所谓兽,则指四足、全身生毛的哺乳动物。

兽不难寻,小到老鼠,大到狮虎,传统意义上的兽在我们身边极其常见。伴随着《海兽之子》的上映,“海兽”一词进入大众的问题库:何为海兽?为何会有海兽?海兽又是如何生存于海洋中的?

海洋是一个与陆地截然不同的世界。海洋里,只有200米以上的海面被传入水中的微弱光线照亮,其余都是黑暗,黑暗中藏匿着无数的生灵。这些海洋里的野生动物有着属于自己的空间,在过去很长的一段时间里,我们很难想象它们是如何在水中生存的。

我们都知道,从鱼到人的历史走过了漫长的时光。在5.3亿年的演化史中,出现过几个重要的演化事件,其中鱼类由水登陆以及兽类重返海洋这两个重要事件和其他一些复杂事件一起改变着动物的演化方向。要知道,由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生,是生命进化的总趋势。而部分兽类的祖先从陆地重返海洋化为海兽,成为海洋极为独特的类群。这种“二次入水”并形成次生性水生适应是生物进化历史上最神奇的事件之一,其从陆地重返海洋的过程中,产生了包括体形改变、渗透调节、免疫防御、食性转变、感觉系统、低氧耐受等方面的一系列自然选择及适应进化,逐渐演化出丰富的生物多样性,并占据了海洋食物链的顶端。

鲸鱼:我们最熟悉的海兽

海兽,顾名思义,即海洋兽类,是一类栖息于海洋环境或水生环境的哺乳动物,分完全水生动物和不完全水生动物。我们熟知的鲸鱼、海牛属于完全水生的海兽,而水獭、海龟、海豹、海狮、海象以及北极熊等不长期生活在海洋里,被划为不完全水生的海兽。

鲸鱼可以说是我们最熟悉的海兽了,我们从化石记录中得知鲸鱼的祖先有点像一只大老鼠或是猎犬,它们大约在5300万年前由陆地重返海洋,进化为完全适应于在水中生活的哺乳动物,即使在休息或生殖时也不需要上岸。在此期间,它们在生态、行为、身体结构以及生理机能等方面都形成了适应水生生活的独特特征。

为了适应水生生活,鲸类的骨骼形态发生了不同程度的改变,首先是有了适应游泳的流线型躯体,鼻孔移到头部背面成为呼吸孔,前肢变为鳍,后肢退化,尾部形成尾叶,同时食性由植食性逐渐变为杂食性,随后变为肉食性。研究表明,须鲸虽然没有牙齿,但是在胚胎期间还保持着牙床的特征。水生的生活,改变了鲸鱼对感觉系统的要求。研究表明,鲸类的舌退化得只存在少数味蕾,很多感知可能已经丢失。水环境也使得鯨鱼眼睛变小,视觉、嗅觉退化。同时,因为捕食的需求,鲸鱼拥有了灵敏的听觉,齿鲸更是形成了发达的回声定位能力。

与陆兽相比,鲸类捕食过程中经常吞入海水,鲸类的食物中所含的水分较为充足,摄取食物时也会带入大量盐分。在此基础上,鲸类也进化出了强大的水盐调节能力。对于用肺呼吸的鲸类来说,长时间屏息潜水与外界氧气的来源被阻隔这个矛盾,使得如何控制氧气消耗成为它们的一个巨大挑战。潜水之王抹香鲸为了猎食大王乌贼,可以潜至1000米以下的深海。为此,鲸类已形成了其独特的低氧耐受能力,将有限的氧气在运动的合理分配中发挥到极致。

正是由于这种完美进化,鲸鱼也经常被误认为鱼类。鲸鱼与鱼虽然都有一个“鱼”字,却是两类完全不同的生物。鲸鱼和鱼长得特别像,是因为它们长期生活在相同的环境中,所以需要进化出相似的能力,这就是趋同进化。而鲸鱼与鱼也成了趋同进化的经典案例。

知识链接

鲸鱼与鱼的区别

鲸鱼

我是哺乳动物,喝妈妈的奶长大

我是胎生的

我有耳孔

我的头顶有类似人类鼻子的呼吸孔

我用肺呼吸,要露出水面呼吸

我是恒温动物,正常体温在36~37°C

我定期要游出水面换气,所以我有着水平的尾叶,能上下运动,这样有利于我快速游向水面

我不是哺乳动物

我有卵生、卵胎生和胎生3种繁殖方式

我没有耳孔

我的嘴巴旁边长着呼吸用的鳃,我用鳃在水中呼吸我是变温动物,体温会随环境的变化而变化

我有着垂直的尾鳍,便于左右摆动,快速前进,有利于我在水里躲避天敌

保护海兽,我们共同努力

鲸类的水生适应经历了从陆生到半水生再到完全水生,对它们的研究不论在进化学还是在生态学,都有着非常重大的意义。

中国是名副其实的海兽大国,但大多数海兽都分布于远洋水域,开展调研比较困难。在中国的长江里,也曾生活着两种中国特有的淡水海兽——白鱀豚和长江江豚。可惜的是,因为水体污染、垃圾排放、船只碰撞、全球变暖、栖息地破坏、过度捕捞带来食物匮乏等多种人为活动的影响,继白鱀豚在2007年被宣布功能性灭绝后,长江江豚的种群数量也出现了急剧下降,且分布区域和栖息地已呈现高度破碎化趋势。

长江江豚是白鱀豚功能性灭绝后长江里仅存的鲸豚类动物,分布于长江中下游的干流以及洞庭湖、鄱阳湖,被世界自然保护联盟濒危物种红色名录列为极危。近年来,国家先后推出了长江江豚等濒危物种的保护行动计划,并成立了长江江豚保护联盟。令人欣慰的是,2017年全国科考结果显示,长江江豚数量约有1012头,下降趋势开始有所缓解。

南京现在是长江流域唯一在市中心江段有野生江豚稳定栖息的城市,而每年的11月到次年的4月是长江江豚最好的观测季,欢迎来南京的中山码头看“海兽”。

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