環境與生態

鯨魚為何巨大?

最新研究顯示,鯨魚巨大體型的演化與冰河時期湧升流帶來的豐沛食物有關。

撰文/馬克斯(Andrea Marks)
翻譯/王心瑩

環境與生態

鯨魚為何巨大?

最新研究顯示,鯨魚巨大體型的演化與冰河時期湧升流帶來的豐沛食物有關。

撰文/馬克斯(Andrea Marks)
翻譯/王心瑩


世界上最巨大的動物是藍鯨,很像一架載運100名乘客的噴射機在海面下滑行。鯨魚名列史上最巨大生物之林,現在科學家可能知道鯨魚是在何時演化到這麼巨大,而且為何如此。


最近有一項研究發表於《倫敦皇家學會會報‧生物學》,研究人員把大約3500萬年前迄今的各種鬚鯨類體型建立成模型。該團隊利用美國自然史博物館收藏的化石,測量63個已滅絕鯨魚物種的頭骨(已知頭骨是體型大小的指標)。接著,科學家把這些測量值與現存鯨魚的體型大小進行比對分析,發現鯨魚的體長經歷了大約3000萬年的隨機變化後,在450萬到數十萬年前突然大幅增加10幾公尺,比過去認定的時間更晚;這段時期從上新世延續到更新世,一般稱為上新-更新世(Plio-Pleistocene)。美國芝加哥大學的史雷特(Graham Slater)是共同作者,他表示有些研究得到的估計時間很類似,但根據的是觀察和猜測,缺乏測量數據支持。他和同事率先運用一系列統計模型,找出變化的時機。


把鯨魚體型趨向巨大化的時間標定於上新更新世,也可剔除掉其他一些假說,例如受到巨齒鯊(megalodon)這種巨大鯊魚的掠食威脅,因為巨齒鯊早在當時的數百萬年前就已在海洋出沒;也可排除濾食的出現,因為這種攝食方式在當時已出現了1500萬年。


新研究也追蹤鯨魚體型增加與冰期導致食物來源改變之間的關係。隨著北極形成冰冠,新鮮的冷水會沉入海底,等到風勢推動海面的溫水遠離岸邊,冷水才又上升,這種季節性現象稱為湧升流。每年的特定時期,冷水的湧升現象會把營養物質帶到海面,造成浮游植物大量繁衍,鯨魚愛吃的磷蝦等獵物也會密集繁殖。


這類狀況為體型較大的鬚鯨提供了演化優勢。嘴巴增大表示能攝入更多水,於是每一口都可濾出更多獵物;身體變大可使每次捕食間的有效移動距離更長;緩慢的新陳代謝也有助於保存能量。


佛岱斯(R. Ewan Fordyce)是紐西蘭奧塔哥大學的地質學家,他曾研究鬚鯨化石,但未參與這項研究。他認同該團隊的研究結果,不過也認為可能有其他影響因素。佛岱斯舉例說,隨風飄散的含鐵塵埃有可能為海洋浮游植物提供養份,值得進一步研究。


史雷特希望未來能縮小鯨魚體型大躍進的時間範圍。上新-更新世的化石記錄非常稀少,他表示:「研究較近期的化石少了點刺激,不過真的很重要。」


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