鲸鱼祖先化石的新研究揭示了它们成为地球最大哺乳动物的道路

现代鲸目动物 - 鲸鱼和海豚 - 是所有现存动物群体中体型范围最大的动物之一，从小至1.5米长到多达30米不等。然而，一项新的研究表明，这种多样性在他们的进化过程中比预期的要晚得多。

为了更详细地了解鲸目动物的进化，包括自然历史博物馆的Leverhulme博士后Travis Park博士和Gustavo Burin博士在内的一组科学家收集了345种不同物种的体长测量值，其中包括89种现存物种和256种化石谱系，这是同类数据集中最大的数据集。他们的文章“鲸类体型的动态适应性景观”发表在Current Biology上。

通过比较现存物种和化石物种的体长 - 这是一种很少采用的方法 - 研究表明，鲸目动物进入海洋后的20多万年中，其大小的进化趋势大致保持不变。

虽然在此期间存在各种大小的鲸鱼，但它们都朝着大约 12.5 米长的最佳长度进化，大约是座头鲸的大小。

共同主要作者Gustavo Burin博士说：“虽然以前的研究已经研究了鲸类体型的进化，但很少有人将现存物种和化石物种的测量结果结合起来，而且就包括的物种而言，没有一个如此全面。

“化石的加入填补了这些动物进化过程中的许多空白，表明体型的进化模式远没有预期的那么明显。这是一个有趣的发现，显示了将灭绝物种排除在进化趋势研究之外的局限性。

在进化早期转向进化的更大尺寸之后，这种趋势在数百万年中保持不变。第二次转变发生在大约30万年前，现代海豚的祖先适应成为快速移动，敏捷的捕食者。

然而，最极端的大小适应只发生在更接近现在的鲸类家族的各个分支中。例如，须鲸祖先的平均体型增加了175%。

研究人员通过将变化可视化为适应性景观来观察这些变化，其中进化被视为一系列高峰和低谷。给定环境中的最佳特征表示为峰值，它们越高，它们提供的优势就越大。

研究小组发现，当鲸目动物化石被纳入现存物种时，体型峰值消失了。相反，他们发现适应性景观大多是平坦的，几乎没有高峰。

最早的鲸目动物是山羊大小的动物，生活在湖泊和河流的边缘，在水中和水中度过时间。随着时间的推移，他们的后代越来越适应水中的生活，然后完全离开陆地。

在陆地上生活后返回水中的物种被称为次生动物，除鲸目动物外，还包括企鹅和鳄鱼等动物。

这些物种在进入水中后面临着一系列独特的挑战，进化到更大的尺寸是解决其中许多挑战的一种方法。

该论文的共同主要作者特拉维斯·帕克博士说：“许多回归水中的谱系在完成这种转变后不久就会增加规模，因为这通常是一个优势。例如，小型物种在水下迅速失去热量，因此变大有助于维持体温。

“回到水中也可能释放重力等力量施加的进化限制，这将允许更大的身体尺寸发展。很难说哪个是最突出的原因，因为体型是由一系列不同的因素共同决定的。

例如，小须鲸，最小的须鲸，体型普遍下降。最近有人提出，这可能允许该物种在夜间瞄准更小，更易机动的磷虾斑块，而其他鲸鱼则不那么活跃。

论文中使用的所有头骨测量值中超过三分之一来自自然历史博物馆标本，以及从NHM鲸类搁浅数据库中检索到的1，659个人的总长度数据，证明了博物馆收藏和研究的重要性。

展望未来，负责这项最新研究的科学家团队希望将类似的方法应用于其他次生水生动物，接下来要研究海豹。随着时间的推移，他们希望看到这些群体是如何变化的，以及他们之间的竞争如何影响他们的共同进化。

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