鯨目動物是包括鯨魚、鼠海豚和海豚在內的一群動物，其中包括地球上一些最具代表性的水生哺乳動物。 然而，儘管這些生物生活在水中，但它們必須呼吸空氣才能生存。 這似乎是一種相當不方便的處理方式——尤其是考慮到他們的古代祖先實際上生活在陸地上。 那麼，為什麼鯨類動物會發生這種進化上的大轉變並決定永久沉入水中呢？
認識鯨類動物的家譜
最早的鯨目動物是從化石中得知的成立在巴基斯坦和印度。 鯨類帕西鯨屬住過關於5000萬年前，是一種狼大小、四足陸地動物，生活在河岸和湖泊附近。 牙齒上的磨損表示巴基斯坦鯨魚捕食魚類。
然後，4900萬幾年前到來了走鯨屬。 這些生物有更像鰭狀肢的四肢，長 3.4 至 3.7 公尺（11 至 12 英尺）。
接下來是雷明頓鯨科，有化石過時的48-4100萬年前。 它們有一條強而有力的尾巴、短腿和長鼻子。
原鯨生活在始新世中期，大約49-3700萬年前。 有一個屬叫羅德霍鯨屬生活在大約4700萬年前。 它們的鼻孔位於鼻子的更靠後的位置，游泳時用尾巴來推動。
龍王鯨出現大約4,100 萬年前第一的完全水生。 他們的鼻孔被推了後退，就像一個氣孔，它們微小的後肢在陸地上幾乎毫無用處。 屬龍王鯨翻譯為“蜥蜴王”——它們最初被認為是恐龍！ 另一個屬，多魯東，生下了他們的孩子水下。
現代鯨類動物出現在34-30百萬年前，分為兩類：鬚鯨類和齒鯨類。
為什麼要從陸地轉向水裡？
那麼，為什麼鯨豚會先放棄陸地生活方式呢？ 正如科特·斯塔格博士所說北部國家公共廣播電台2016 年：“對於進化生物學家來說，這實際上非常有意義。”
「這裡真正的基本原則是，只要有機會，根據你的身體突變設計，如果有謀生的機會，有些東西可能會移動到那裡並做到這一點，」斯塔格解釋道。 “如果水中有一個生態位，某種經過適應的東西可以讓它在那裡生存，它就會在那裡生存。”
2018年一紙探討陸地動物為何開始生活在海洋中的問題，發現了 69 個這樣的案例。 研究表明，這種現象與水深處豐富的食物有關。
鯨類動物的身體如何因生活在水中而改變
首先：鯨目動物是哺乳動物，哺乳動物靠奶餵養幼崽，那麼這在水下到底是如何運作的呢？ 嗯，他們的乳頭隱藏在皮膚褶皺下面，稱為乳裂，倒置以使它們更多流體動力學。 雖然母乳哺育很少見，抹香鯨幼崽已被它們利用下顎進入乳房縫隙，獲取濃稠的脂肪營養。
如同先前所提到的，鯨類動物的鼻孔逐漸遷移的從鼻子到頭骨頂部的某個位置，成為氣孔。 隨著時間的推移，鯨目動物也逐漸不再需要後肢，因此它們也被淘汰了，它們的前肢變成了現在推動它們在水中前進的鰭狀肢。
齒鯨進化出了迴聲定位能力幫助在能見度低的水域中進行導航和尋找獵物。 它們在頭部產生聲音，聲音從物體反射回來，然後反射回鯨魚身上。 這讓他們拼湊在一起他們周圍發生的事情的圖片。
鬚鯨的名字來自於它們嘴裡的梳狀濾食裝置代替牙齒。 這使他們能夠以諸如磷蝦和浮游生物之類的微小獵物，吞下一大口水，然後再次將其推出，將晚餐困在嘴裡。 鯨鬚由角蛋白組成，很像人類的頭髮和指甲。
在一項研究中探索了鯨目動物在水生變態過程中基因如何變化。紙發表於2019 年。有趣的是，鯨魚和河馬是彼此的最親近的親戚今天還活著！
研究小組發現了 85 個失活基因，其中一些可能與水生適應有關。 其中之一是SLC4A9，它參與唾液的分泌——食物並不真正需要還有很多其他的當你用一大口海水吞下它時，可以潤滑並沖洗它。 凝血相關因素F12和KLKB也丟失了1個。 這可能是因為潛水會導致血管狹窄，而這種情況經常發生可能會增加血栓的風險。
鯨目動物進化的時間表
「在八百萬年內，鯨魚的祖先就從完全陸地化，例如四足、毛茸茸的帕西鯨屬鯨類研究員艾倫·庫姆斯 (Ellen Coombs) 博士在 2022 年的一篇文章中解釋：陳述。 “從進化的角度來看，這非常快。”
庫姆斯是一本書的主要作者紙鯨類頭骨告訴我們它們的演化故事。 「我們收集了地球上最廣泛的鯨魚顱骨資料集。 我們的數據來自現存物種和化石鯨魚的標本，」庫姆斯說。
這些數據跨越了大約 5,300 萬年，即鯨目動物的整個演化史。 其中包括 88 種現存物種（約佔現今存活鯨目動物的 95%）和 113 種化石物種。
「由於頭蓋骨捕捉到了進食、呼吸和感覺結構中許多最極端的變化，因此它是理解這些快速而徹底的變化的理想選擇，但之前沒有研究通過其滅絕的全部範圍來重建鯨類頭蓋骨的進化過程。
對這些鯨類頭部的檢查表明，鯨目動物經歷了三次進化：一次是在47.8-4200 萬年前的始新世晚期，另一次是在3900 萬年前的漸新世中後期，最後一次是在1800-1000 萬年前的次新世。
第一次爆發涉及被稱為古鯨的古代鯨類祖先，他們首先涉足水生生活方式，同時在陸地上行走，做一些事情，例如捕捉淡水獵物，並做出相應的適應。 他們的頭骨和臉部特徵進化得很快，論文作者將其歸因於高生產力促使快速變化或幾乎沒有競爭。
第二波涉及新鯨類的起源，該類群分為兩個亞類以適應不同的生態位：鬚鯨類和齒鯨類。 研究人員認為，這種快速的多樣化可能是由於需要透過進化來克服的限制。 據觀察，鬚鯨類的頭骨特徵演化得比齒鯨慢。 第三次浪潮主要涉及齒鯨的特化和多樣化。
這個令人難以置信的進化例子導致了許多迷人而美麗的生物的出現——包括極度瀕危小頭鼠海豚，世界上海洋哺乳動物。 這群動物中還包括有史以來最重動物的競爭者，也就是已滅絕的動物。; 以及我們星球上最大的動物！
