5千万年前
一只饥饿的陆栖动物 寻找新的食物来源
就此展开一段壮观的演化之旅
也和对手发生冲突
如今这种动物看似鱼类
却保留了过去 陆栖生活的关键特征
这是一种温血动物
一种哺乳动物
而且是透过肺脏呼吸
一种天生的陆栖动物
如何变成海洋霸主?
"演化足迹：陆上行鲸" 字幕摘订: APTX4869 时间轴调整：APTX4869
亚洲 巴基斯坦
苏里曼山脉
"巴基斯坦 苏里曼山脉"
1978年
这片多岩地带
曾是古代特提斯海的海床
隐藏在这块岩石里的秘密
是古代的海洋生物…
与死亡
1978年 来自密西根的 一队化石猎人动手挖掘
古生物学家是时间的旅人
他们挖开地面
造访远古的过去
每一层岩石就像一个时空胶囊
记录着地球史上的重大事件
小行星
天灾
气候变迁
全都记录在岩层中 亦即地球的DNA
有个队员撬开一块岩石
里面有一块化石
他们从没见过这种化石
这块化石 让某人展开一趟发现之旅
这趟远征的领队 是菲利浦金格里奇
在密西根大学的保险库里
他查看自己的惊人发现
这块残缺的头骨
属于5千万年前一种哺乳动物
1978年 金格里奇想不通 这到底是哪一科动物
我们发现、弄干净的时候
我真的不确定到底是什么
我是陆栖哺乳类动物专家
却从没见过这种动物
金格里奇委托 哺乳动物解剖学专家
重建它的头骨
可以藉此得知 完整头骨是什么样子
这是真的头骨 这是重建的头骨
不过是根据 典型哺乳动物的轮廓来重建
后来挖出了 这幅骨骼拼图更关键的组块
这谜样的动物 终于变得活灵活现
我认为它应该有四肢
我想恐怕有短毛
还保有蹄
我们认为这是陆栖动物 外表应该像一匹狼
但金格里奇仍无法分辨 这到底是哪一目动物
然后在它耳朵里 发现一块S形小骨
他发现这块骨头叫做"突起"
是某一目动物的独门特霉
如今已成了水栖动物
金格里奇终于领悟 这是什么动物
这是很原始的过渡型动物
但尽管如此 既然有突起
就是一头原始鲸鱼
这只代表了一件事
现代鲸鱼在演化的最初
是一种陆栖动物
为了查出一种陆栖动物 如何演化为现代鲸鱼
我们得回到古代的巴基斯坦
5千万年前 这种动物就在这片地上行走
当时地球的温度较高
在今天的巴基斯坦所在地
由于温度较高 四周可能是一片荒芜
鲸鱼的古代始祖 巴基鲸
正面临一场生存危机
巴基鲸的形状、体型和重量 都酷似现代的狼
靠植物和小动物维生
但气候变迁 正在摧毁它的食物供应
它得找出新的食物来源
而且刻不容缓
古代鲸鱼首次下水试探
这场赌注非同小可
巴基鲸能从水里得到什么奖赏
答案就在地球本身
5千万年前
地球上的大陆越离越远
造成新的洋流
这些洋流把温暖的水和空气 从赤道送往极地
极地变热 地球温度自然升高
温度升高可加强光合作用
产生大量的海洋生物
巴基鲸鱼在这些浅水海域 发现丰富的食物
我认为它们最初大概是吃死尸
沿着海岸线奔跑
吃着冲上岸的死鱼
一旦你在水里吃死鱼维生
自然会试着抓活鱼来吃
巴基鲸刚解决了一项危机：食物
又面临另一个危机
掠食动物
巴基鲸泳时 必须像狗一样打水
由于先天不足
它游得缓慢而笨拙
5千万年前 巴基鲸从化石纪录消失
下一个谜题是 巴基鲸绝种后发生了什么?
这种陆栖动物 如何演化为海洋霸主?
5千万年前 鲸鱼的始祖…
叫做巴基鲸的陆栖哺乳动物
就这么从化石纪录消失了
"巴基斯坦 苏里曼山脉"
"16年后"
1994年 金格里奇发现…
巴基鲸鱼骸骨的16年后
他教过的一个学生 前往巴基斯坦的同一地区
汉斯休伊森 要寻找一种古代陆栖动物
他的探索之旅 将带来意想不到的收获
在4千9百万年前 留下的岩石中
他发现一种不知名动物的骨骼
第一天发现一只后腿
第二天发现 一些脊椎和几根肋骨
第三天终于找到头骨
我仍然不知道是什么动物
令人不解的是 这种动物好像有陆栖动物的腿
却长着宛如涉水动物的脚
这些化石让我不知如何是好
拥有这美丽的骨骼
却不知道是什么动物
接着他发现一块骨头 是现今某一目动物所独有
然后我突然想到…
这是一块耳骨
是鲸鱼的耳骨
这下终于搞清楚了
我才明白我们终于发现 这副令人震惊的骨骼
这种过渡型的鲸鱼 一种长了脚的鲸鱼
我发觉我们揭露了演化的进行
这就是巴基鲸消失的原因
它只是演化为新的物种
差劲的泳技让巴基鲸不堪一击
为了加强泳技 便做出三大改变
它的尾巴长出肌肉
变得像水獭一样扁平
后腿缩短变宽
当作鳍状肢使用
身体变得更加流线型
休伊森把这个新物种 称为"陆行鲸"
意思是"能走会游的鲸鱼"
在远古时代的某一刻
一种鲸鱼始祖 演化出永居海洋的技巧
休伊森的下一个目标
调查陆行鲸是否正是 全盘改为海栖生活的古代鲸鱼
陆栖动物暍海水可能会死亡
陆行鲸要在海中生活 就得改暍咸水过活
这只古代鲸鱼的肾脏 并未保留下来
但别处能找到解谜的答案吗
只要研究牙齿 就很清楚…
这种动物生活的各种面向
例如它吃什么
在哪儿生活 水中还是陆地上
暍的又是哪里的水
休伊森以为牙齿能证明 陆行鲸生活在海洋中
但结果令他大吃一惊
牙齿显示陆行鲸暍的是淡水
它必须待在河川和湖泊附近
这种鲸鱼是始祖 主要还是生活在陆地上
我们很惊讶 因为现代鲸鱼可以暍海水
它们的始祖是陆栖哺乳动物 所以暍的是淡水
中间必然发生转变 从淡水改暍海水
但改变并未发生在 4千9百万年前
这引发一个耐人寻味的问题
是什么阻止陆行鲸 实现鲸鱼海栖生活的宿命?
5千万年前 鲸鱼是陆栖动物 外型舆狼酷似 在浅海捕食
一百万年后 演化出3种 改善泳技的关键特征
尾巴变得更强壮
后腿变宽了
身体也更加流线型
尽管比老祖宗更接近水栖动物
化验显示陆行鲸 亦即"能走会游的鲸鱼"
大多生活在陆地上
为了查出究竟
休伊森回头检视骨骼
这是根据他发现的鲸鱼 制成一头完整的陆行鲸
透露了惊人的秘辛
这种动物头部和身体很大
后腿却相当小
这只代表了一件事
我认为陆行鲸水中泳技不佳
当然追不到鱼 因为鱼游得比它快多了
我们认为它是掠食动物
大概是躲在浅海里盘桓
等待猎物自动送上门
再扑上去捕猎
4千9百万年前
泳技不佳的陆行鲸 即使在浅海猎食也有重大危险
如果研究当时的浅海动物群
有许多大型掠食动物 例如大鲨鱼
体型比鲸鱼大多了
它们准会被吞下肚
追捕猎物时 还得面对…
来自鳄鱼和鲨鱼的竞争
待在陆地上就比较安全吗?
我认为陆行鲸 在陆地上应该笨手笨脚的
应该跟海狮或鳄鱼差不多
它应该是笨重而缓慢地前进
在陆地上休息时 肚皮大多贴在地上
在陆地和海洋栖息地都很笨拙
4千9百万年前
陆行鲸从化石纪录消失了
鲸鱼的演化更陷入迷雾中
这种古代鲸鱼在何时演化 又如何演变
才会全天候生活在咸水中?
笨拙的陆栖动物变身海上霸主 到底有什么秘诀?
1994年
来自密西根的菲利浦金格里奇
回到巴基斯坦的苏里曼山脉
16年前 他就在这里挖出 最古老的鲸鱼始祖
他此行的目的是找出 第一种永居大海的古代鲸鱼
它们是外来客
因为它们离开了地球
它们离开陆地
而今生活在海中
大海有点像是外太空
能在水中生活 这改变可不小
问题是他现在能不能钓到大鱼
第一种百分之百海椟的鲸鱼
这里的岩石 曾是古代特提斯海的海床
这一带的古代海洋化石丰富
但地处偏远
他们只得沿途步行到这儿扎营
他们用背包里仅有的工具 动手干活儿
槌子、小铲子和刷子
考古队发现 另一种古代鲸鱼的骨骼
问题足这种鲸鱼是否 正是那消失的奥秘环节
此后鲸鱼就彻底地离开了淡水
密西根大学实验室
回到密西根大学
他们展开工作
清除骨骼上的矿物质
矿物岩的化验显示这种动物 生活在4千6百万年前
比陆行鲸晚了3百万年
陆行鲸的泳技不佳
躲避掠食动物或猎食都很吃力
这种动物演化出一连串变化
以加强泳技
它的脖子更短而有力
比较有利于潜水
后腿加宽
变得更像鳍状肢
尾巴长出了肌肉
不过这种古代鲸鱼的牙齿 透露出更重大的讯息
鲸鱼始祖巴基鲸首先涉足淡水 短短4百万年后
这种鲸鱼已经永居海中
它的成功 和整个鲸鱼物种的存积
秘诀是一个微小而巧妙的装置
就在它独一无二的耳朵里
古生物学家金格里奇
挖出一只 4千6百万年前的鲸鱼
他命名为罗德侯鲸
似乎正是这消失的演化环节
衔接了与狼酷似的古代鲸鱼 和现代鲸鱼
罗德侯鲸体内 藏着一个古老谜团的解答
古代鲸鱼是陆栖动物
如何适应环境 在海洋生存?
从骨骼中找不出什么线索
罗德侯鲸身长3公尺
类似陆行鲸
这个3百万年前的始祖 只能暍淡水
现在这个新物种生活在海中
并且遍及全世界
它如何适应咸水的新世界
为何没有 被邪恶的海洋掠食动物灭绝?
这成为鲸鱼演化 最大的谜团之一
要了解罗德侯鲸
得先了解它生活的世界
4千6百万年前
印度和欧亚大陆并未相连
中间夹着特提斯海
经过数千万年的变化
印度更靠近欧亚大陆
特提斯海变窄 海水也更浅了
这时气候产生了影响
浅海的渔产丰富
因为大量阳光照射
有许多微生物处理养分
鱼类有不少微生物可屹
当然 如果鱼群很多
哺乳动物自然会下水食用
有些物种很快加以利用
特提斯海就成了海上伊甸园
罗德侯鲸感受到 演化的不可抗力把它拉入海中
它立刻得到奖赏
更多的食物
演化修正了原有的器官 来处理咸水
它的肾脏过滤掉海水的盐分
再透过尿液排泄出去
罗德侯鲸发现 一个充满生物的地下世界
但并非所有生物都能入腹
可怕的掠食动物 在特提斯海潜行
对鲨鱼和鳄鱼而言 古代鲸鱼一直是手到擒来
罗德侯鲸为了生存 必须设法躲避掠食动物
这种古代鲸鱼 在海洋存活的关键
就藏在它独一无二的特征里
耳朵
弗瑞德斯波尔教授 研究一个重要器官
几乎每一种动物 内耳都有这个器官
被称为平衡器官
是罗德侯鲸得以存活的关键
内耳的平衡器官
重要性非同小可
任何动物要正常运作
不管是鱼类、青蛙还是鲸鱼
你活动时 这种器官 让你有意识或潜意识地察觉
有助于保持平衡 不会摔跤
为了查出 这种古代鲸鱼的救命符
斯波尔教授做出 放大12倍的人类内耳模型
平衡器官包括 3条成直角的耳道
里面充满液体
液体会随着头部移动
神经细胞察觉液体移动
就把讯号传递到脑部
脑部立刻解读这些讯号
调整我们的平衡 才不致摔跤
不过特技表演的动作 让内耳的液体翻搅
向脑部发出混乱的讯息
造成晕眩
内耳控制平衡
但如何使生存的天平 倾向对古代鲸角有利的一边
斯波尔比较人类和鲸鱼的耳朵 终于得到答案
为了比较起见
如果仔细看看鲸鱼的内耳
同样放大了12倍
会发现尺寸没有太大的差异
即使鲸鱼当然比人类大得多
这里和这里 在于处理平衡的地方
这里和这里
鲸鱼的耳道严重缩小
鲸鱼的内耳很小
里面的液体几乎静止不动
使它们能在高速时扭曲转弯
也不会弄不清楚方向
4千5百万年前左右
古代鲸鱼的平衡器官缩小
而且理由很正当
这使得鲸鱼身手灵活
足以智取掠食动物
罗德侯鲸存活下来 并继续演化
但它的后裔即将面临 急遽的气候变迁
与一种新的恐怖掠食动物
"埃及 鲸鱼谷"
埃及 西部沙漠
开罗西南方150公里
干焦的砂石里
埋藏着比金字塔更古老的秘密
自1983年起 金格里奇就在这里挖掘
期间挖出了4百具巨大的鲸鱼骨骼
这些古代鲸鱼体积庞大 被命名为龙王鲸
意思是蜥蝎王
但这些鲸鱼在沙漠里干什么?
鲸鱼当然不是住在沙漠里
以前这里是一片浅海
阳光普照、海水洁净 充满各种生物
包括古化石鲸鱼在内
这种鲸鱼长18公尺 相当于50尺
想不看见也难
龙王鲸如此硕大 自然是最高等的肉食动物
是这个生态系的顶尖掠食动物
也可以说相当于 更久远之前的雷克斯暴龙
3千9百万年前
这里是古代特提斯海的海床
这时龙王鲸 在全球各海洋兴盛繁衍
特别是特提斯海 食物丰沛的水域
龙王鲸演化出 一套百发百中的猎食工具
过人的眼力
在水中的听力增强
演化出修长的体型 以便在潜水中猎食
由于曾经是陆栖动物
还保留两条无用的残迹
龙王鲸最有趣的地方 是保留了后腿
从大腿到趾尖的骨骼一应俱全
这些是过去陆上生活 留下的退化器官
龙王鲸重达6千3百公斤
体型的变化使它从猎物…
变成猎人
如今落入下风的是它的宿敌
鲨鱼
和龙王鲸共用特提斯海水域的
是一种较娇小而脆弱的鲸鱼
走鲸酷似现代的海豚
拥有强而有力的脊柱
鳍状的短前肢
还像现代海豚有一条尾鳍
但身长仅5公尺
比龙王鲸小得多了
甚至有些证据显示 龙王鲸捕食走鲸
就算不是成鲸也是幼鲸
有个说法是为了躲避掠食动物
走鲸总是集体行动
这两种鲸只有一种能存活
成为现代鲸鱼的始祖
但会是哪一种呢
是沦为猎物的小走鲸?
还是走鲸的巨大掠食动物 龙王鲸?
鲸鱼的演化出现下一个 意想不到的重大转折
化石纪录显示
3千6百万年前 巨大的龙王鲸灭绝了
问题是为什么?
金格里奇多年来 一直想解开这个谜颢
难道这个谜团的线索 就埋在西部沙漠的沙尘底下
金格里奇相信 龙王鲸演化出鳗鱼般的身体
是为了在浅水域猎食
它的体型 最适合在这种海湾猎食
但龙王鲸难道是作茧自缚?
3千5百万年前
地球发生巨大改变
海洋持续冷却
南极脱离了南美洲
形成一片永久的冰帽
原本流入海洋的水 一直冻结在南北两极
使全球海平面大幅降低
岸边的浅水域消失
龙王鲸只得到更深的水域猎食
在更深的水域中 鳗鱼般的身体行动不便
也无力潜水
也许它只适合在水面生活
也许一旦必须潜水觅食
它就再也施展不开
短小而肌肉发达的走鲸 没有这种问题
最后地球就留给了这种鲸鱼
我会认为走鲸的成功
取决于它保守的身材比例
最后就靠这一点取胜
走鲸存活下来
但这种鲸鱼的未来危机四伏
古代鲸鱼后来遇上了 史上公认最恐怖的掠食动物
这种掠食动物硕大无比
每颗牙齿都和人类的手一样大
现代鲸鱼的演化之旅 另一个戏剧化的转折
发生在3千万年前
在温度较低的中大西洋
古代鲸鱼身长5公尺
远远不及一种 可怕的新掠食动物
大鲨鱼
重达4万公斤 身长超过16公尺
巨齿鲨的嘴巴很大
连人都能直立在里面
连鲸鱼也躲不过 这可怕的掠食动物
巨齿鲨突然绝种了
古代鲸鱼不经意发现一种方法
确保它们的物种 大量繁衍数百万年
为了逃命 它们远离赤道
前往更寒冷的极地新海域
由于是温血动物
它们能应付寒冷的海水
但它们的掠食动物就不行了
鲨鱼是冷血动物
体温和周遭的海水相同
一旦水温下降 它们的身体可能停止运转
巨齿鲨必须活在较温暖的海中
没有在这寒冷的新世界活下来
极地水域不会有巨齿鲨
还有丰富的食物供应
但鲸鱼的问题还多着呢
极地深海的能见度低
它们得设法猎捕看不见的猎物
古代鲸鱼必须发展出 自然界最精密的航海工具
演化为肉食的齿鲸
配备了一种高科技的猎食装置
声纳
它们会以高频率的喀嗒声 形成聚焦波束放射
声音一遇到障碍物就会弹开
鲸鱼能解读弹回的回音
确定物体的大小、形状和速度
这就叫做回声定位
鲸鱼藉此瞄准鱼群
然后扑上前去
但它们如何适应环境 在较深水域猎食?
鲸鱼能控制 流向心脏和脑部的血液
因此它们潜入深海时 没有缺氧之虞
现代抹香鲸能下潜超过1哩
在水底待上两个小时
须鲸演化出一种消化系统 以适应季节性迁徙
它们能累积足够的鲸脂
连续维持好几周不必进食
如此便有闲暇 从事哺乳动物一般的行为
例如交配
社交
和炫耀
尤其是鲸鱼科 表达力最强的成员
海豚
相对于它们的体型 海豚和鼠海豚的脑子很大
它们相当讨人喜欢
如果和它们面对面
会觉得它们是有知觉的生物
我认为这让我们想起了自己
如今地球上共有80多种鲸鱼
体积最大的非蓝鲸莫属
它的心脏 像一辆福斯金龟车那么大
舌头的大小和重量 活像一头非洲大象
其他鲸鱼 演化出惊人的生存技巧
灰鲸每年一度的迁徙 可以游上2万公里
虎鲸的速度 高达每小时55公里
弓头鲸的寿命超过2百年
鲸鱼一路走来着实令人吃惊
从外型酷似狼的老祖宗
然后在陆地和海水间苦苦挣扎
最后终于适应了海洋
就像是演化史的罗塞塔石碑
许多教科书 以鲸鱼作为演化的范例
因为现在的纪录 非常详实
我喜欢鲸鱼 因为鲸鱼很大
也因为它们的演化是逆势操作