古代的缝隙齿鲸导致了高效滤食性的进化

Nov15

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古代的缝隙齿鲸导致了高效滤食性的进化

在这次重建中,中心的两条主要鲸鱼是科罗诺登·哈文斯特尼,背景中的下两条是回声脉者桑德西,天空中的鸟是佩拉戈尔尼斯·桑德西(翼展接近21.3英尺的假齿鸟)。(图片版权所有)阿尔贝托·根纳里(Alberto Gennari)

地质学家马克·哈文斯坦(Mark Havenstein)一直有发现稀有重要化石的诀窍。小时候,他在西班牙的一个海滩上发现了一颗曾生活过的最大鲨鱼——巨龙鲨的牙齿。多年来,哈文斯坦继续收集化石,最终将他的私人收藏捐赠给查尔斯顿学院,并开始了Lowcountry Geological的生意。这些努力只是为他最值得注意的发现埋下了伏笔。

在南卡罗来纳州万多河潜水寻找鲨鱼牙齿时,哈文斯坦发现了一具鲸鱼化石。发表在《当代生物学》杂志上的一项新的研究表明,这头鲸生活在3000万年前。为了纪念哈文斯坦,这一新的化石物种命名为科罗诺登哈文斯特尼,帮助解释了它的近亲蓝鲸不寻常的饮食习惯,“KDSPE”蓝鲸使用98英尺长重达200吨的最大的已知动物,称为鲸鲨的滤食系统,使巨大的海水体积变大,只留下磷虾和小有机体。“KDSPE”“KDSPs”“一些现代须鲸捕捞了大约1000公斤(2200磅)的微小鲸鱼。纽约理工学院骨病医学院的主要作者乔纳森盖斯勒说较大的猎物密度较低,因此鲸鱼不可能捕获足够大的猎物来维持其较大的体型。(Wikimedia Commons)

一种类似于陆生动物的食蚁兽。一些食蚁兽物种长到大约4英尺长,但由于这些昆虫的普遍存在,它们更喜欢吃小蚂蚁。

打包系统由看起来像威尼斯百叶窗的板组成,多个毛茸茸的边缘形成“板条”。科学家们一直在争论这个系统是如何进化的。一些人怀疑第一批长须鲸是无牙的吸食者,而另一些人则认为早期的鲸鱼用牙齿像筛子一样过滤水中的猎物。Coronodon havensteini加强了后一种观点的证据。

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蓝鲸最显著的特征之一是它的大后牙,它们之间有明显的脊状空间。

“Coronodon会接近一个集中的鱼群——通常被称为鱼饵球——它会张开嘴,同时快速向前游,”盖斯勒说当它开始出现在鱼群的另一边时,它会闭上嘴。当嘴巴闭上的时候,水会通过牙齿之间的缝隙被挤出嘴巴,而鱼会被困在里面。

他补充道,“我们推测舌头的位置会防止鱼在它闭上的时候从嘴的前面逃走。”

(图片信贷:盖斯勒等人。目前生物学上的

对于牙齿的密集排列最初是如何进化的,研究人员认为是猎物的大小驱动了排列。这也许遵循了金发姑娘的原则,根据孩子们的故事“三只熊”,一个叫金发姑娘的小女孩认为一碗粥正好,而其他的要么太热,要么太冷。

在这种情况下,如果鲸鱼牙齿之间的间隙太大,猎物可能会逃脱。然而,如果它们太窄,那么当嘴闭上时,水和猎物可能会被迫通过另一个更宽的空间。介于这两个极端之间的一种理想的媒介似乎受到青睐。

“大牙齿(在胸骨上)也阻塞了口腔两侧的一部分,因此它们最初可能有助于将猎物留在口腔内,而在口腔内的另一个极端是“下颚正在闭合,”盖斯勒说,

一个修复过的科罗诺登哈文斯特尼头骨。(Geisler等人。现代生物学中的

盖斯勒和他的同事罗伯特博塞内克、梅斯布朗和布莱恩贝蒂怀疑,随着时间的推移,鲸鱼牙齿之间的间隙变得充满了须发。随着数百万年来滤食性的不断进化,须鲸变得更长,牙齿变得更小,以前的空间也减少了。

在这个世系的古代鲸鱼中,牙齿可能首先有助于捕获猎物,但随后被招募进行滤食,然后才进化成须鲸。整个渐进的变化过程符合一个更广泛的模式,显示了身体各部分是如何演变为一个功能,后来又选择了另一个用途。另一个例子是鸟类的羽毛。许多古生物学家认为,羽毛最初是为了隔热而进化的,但后来又被用于视觉信号和飞行。

“Baleen真的很奇怪,如果人们只看活着的物种,很难想象一个人会如何从齿形食肉动物变成滤食性鲸鱼,”盖斯勒说Coronodon表明牙齿的功能等同于打捆;没有那么有效,但发挥了类似的作用。由于长须鲸是由齿鲸进化而来,因此牙齿可以在用锋利的牙齿捕捉猎物的鲸鱼和后来长有长须鲸的无齿鲸之间形成一座桥梁。

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,尽管喂食系统非常有效,但代价高昂。研究人员说,蓝鲸幼崽和许多其他鲸鱼的幼崽生长速度惊人。因此,小牛的哺乳给母亲带来了很大的压力。因此,鲸鱼妈妈通常在长时间怀孕后一次只生一头小鲸。

“寿命相对较长,后代很少,”盖斯勒说,“鲸鱼很难从种群崩溃中恢复过来,就像捕鲸时发生的那样。”

最初发表在《探索者》杂志上。

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