概述
與魚類不同,鯨是一類次生性的水生哺乳動物,像其它哺乳動物一樣有哺乳行為、用肺呼吸,需要定期浮
到水面換氣。它們有與魚鰭相似的鰭狀肢,鼻孔后移到頭頂,特化為呼吸孔,體表光滑無毛,且缺乏汗腺和皮脂腺。
此外,它們還憑借厚厚的脂肪層塑造了流線型外形,這不僅有助于在游泳時減小水的阻力,獲得較高的游泳速度,
還起到了保溫、緩沖、儲能以及增加浮力的作用。
二、重返深藍的哺乳動物
鯨類進化史上有三個主要輻射時期,首先是始新世(54MY--53MY),鯨的陸生動物祖先在
特提斯海(Tethy Sea,即古地中海)淺水區分化發展,誕生了巴基鯨科(Pakicetidae),陸行鯨科(Ambulocetidae)
和雷明頓鯨科(Remingtonocetidae)等類群,這些早期鯨類逐漸適應了水生環境,為后來的鯨類進化奠定了基礎;
巴基鯨科 圖源newdinosaurs.com
陸行鯨科 圖源newdinosaurs.com
雷明頓鯨科 圖源tanmizhi.com
中始新世時期,非洲、歐洲、北美、印度、巴基斯坦等海域出現了原鯨科(Protocetidae);而到了
中始新世晚期,龍王鯨科(Basilosaurus)幾乎遍布了全球海域(除南極洲和南美洲外),其中軛根鯨已具備有
現生鯨類必要的身體形式,如前肢像鰭、后肢退化等。
龍王鯨科 圖源theworldofanimals.proboards.com
科學家們研究發現,剛剛下水的哺乳動物相較于陸生動物會出現一定程度的骨骼高密度化,這樣的骨骼結構
有助于半水生動物在淺水中生活,但限制了其在陸地上長時間行走的能力。骨骼密度增加有多個方法,包括內層骨板的
加厚致密(骨硬化)和外層皮質骨過度增生(骨肥大)。巴基鯨骨骼就展現了骨硬化的現象,其骨骼微結構與河馬
相似,這有利于它們進入到水中捕食。而現生的鯨豚類骨骼呈現出“骨質疏松”的現象,較輕的相對骨骼重量讓動物
更能適應深海中的動態浮力機制,減小慣性,節省能量。此外鯨類頸椎愈合,以致頭部不能轉動,這一特征能減少
游泳時頸部受到的壓力。
圖源孫迪.江豚種群基因組學及鯨類骨骼微結構適應機制研究[D].
南京師范大學,2018.
Cg為整體骨密度,Cc為中央骨松質區域骨密度,
Cp為外部皮質骨骨密度。
除了骨骼結構上的適應,重返海洋的鯨還需要面對海洋的高滲環境。研究表明,海洋鯨類所排出的尿液的
滲透壓是其血漿滲透壓的3~6倍,而腎臟是海洋鯨類最主要的滲透壓調節器官,因而它們腎臟占自身體重的比例比
陸地哺乳動物要高。腎臟結構上,鯨類的腎是多囊腎,外形像葡萄,與其他哺乳動物相比,多囊腎的表面積更大,
推測有助于產生高滲尿液,以保持體內滲透壓平衡。
三、分類
根據牙齒的有無,鯨類分為齒鯨(odontocete)和須鯨(mysticete)。
齒鯨前額有隆起的脂肪區(額?。?,用于集中和調節聲波,進行回聲定位。會捕食魚類、烏賊等食物,
如在深海中的抹香鯨。
齒鯨沒有固定的洄游模式,社會生態比較復雜。例如抹香鯨小時候會跟雌性抹香鯨定居在暖海里,成年后雄性抹香鯨會
組隊洄游到捕食場,獨自生活。為了繁殖權,大型的雄性之間會發生斗爭。
圖源《Nature》,《鯨 重返海洋的哺乳動物》
須鯨雖然沒有牙齒,但其上頜兩側排列著200-300枚板狀胡須,稱鯨須,用于將海水中的食物與海水分開。
須鯨的體型龐大,沒有額隆和回聲定位的能力,如我們所熟知的藍鯨。須鯨的洄游模式相對固定,夏季在食物豐富的
南極或北極覓食,冬季則回到溫暖的海域分娩育兒。虎鯨是很多須鯨的天敵,其中灰鯨身上被虎鯨留下的耙形傷痕
是所有鯨種中報告最多的,也會有少量幼崽會被大型鯊魚攻擊。但須鯨也不是什么軟柿子,如北極露脊鯨面對虎鯨的
攻擊通常會選擇反擊而不是逃跑。
圖源《Nature》,《鯨 重返海洋的哺乳動物》
鯨落
鯨類動物的尸體、尸體的墜落以及形成的海洋生態系統統稱為鯨落。鯨死亡后,在重力作用下,尸體下沉。
鯨落會經歷3個階段,第一階段是移動清道夫階段,食腐魚類和無脊椎動物會迅速聚集到鯨落附近清理軟組織。
在微生物作用下鯨落會產生大量氣體,假如鯨落位于淺海,很可能會因此上浮或擱淺,有爆炸的風險。
第二階段是機會主義者階段。大量異養微生物和無脊椎動物啃食分解其剩余組織。
第三階段是化能自養階段,軟組織被清除后,富含脂質的骨骼就會裸露出來,此時骨表面、骨縫合線還有內部都
生長著大量的異養和化能自養細菌,骨縫中還會有大量的貽貝。厭氧菌分解脂質的過程中會產生大量的硫化物,
供給基于硫化物的化能自養細菌生長,而與細菌共生的貽貝也能因此存活。
大型鯨的骨骼可以支持此階段的生物群落40~80年。
最后一個階段是礁巖階段,有機物耗盡的鯨落會成為適宜生物定居的礁巖。于系統中的生物而言,
鯨落就是神話中身體化為山川大地的盤古,它們受著“神”的福澤,世代延綿。
鯨落 圖源baike.so.com
鯨類保護
鯨豚類動物是水生野生動物保護的旗艦物種和海洋生態環境狀況的指示性物種,但由于物種資源狀況不清、
棲息地衰退、水環境污染等問題,它們生存狀況仍面臨嚴峻挑戰。2021年11月4日,農業農村部發布了
《農業農村部辦公廳關于加強海洋哺乳動物保護管理工作的通知》,提到以下幾點:
一、加強海洋哺乳動物的保護和科學研究,摸清海洋哺乳動物及其棲息地狀況;
二、強化漁船漁港監管措施,減少近海捕撈業對海洋哺乳動物的傷害;
三、履行區域漁業組織養護管理措施,強化公海海洋哺乳動物保護;
四、加強對水產養殖生產的監督指導,減少對海洋哺乳動物影響;
五、實施漁業分級管理,制定針對性的監管計劃和監管措施;
六、擴大國際交流與合作,加強進出口水產品監管。
在鯨類保護這件事上,人們也做了很多的努力,如廣西海洋環境監測中心站在2021年時就發起過“守護北部灣‘?!糜心恪被顒樱环矫嫱ㄟ^各種技術手段密切觀測布氏鯨群,另一方面也積極組織科普活動,讓社會各界
都能更清晰地認識鯨類這一龐大又迷人的群體。
邁向陸地又重返海洋的鯨,在無垠的海洋中闖出了自己的一片天,依賴海洋也回饋著海洋,但面對全球性的
海洋環境變化,它們也束手無策。積小流而成江海,讓我們共同努力,還這些龐大的生靈一個美好的家園!
參考資料:
[1]《Nature》,《鯨 重返海洋的哺乳動物》
[2]孫迪.江豚種群基因組學及鯨類骨骼微結構適應機制研究[D].南京師范大學,2018.
[3]王寶寶.鯨落的生態學概述[J].生物學教學,2021,46(06):62-63.
[4]于學穎,楊峰,朱靜敏,等.體外模型的發展及其在鯨豚研究中的應用[J].獸類學報,2018,38(06):597-607.DOI:10.16829/j.slxb.150225.
[5]《農業農村部辦公廳關于加強海洋哺乳動物保護管理工作的通知》
[6]《鯨豚百科全書:世界上的鯨、海豚與鼠海豚》(英)馬克.卡沃丁著,祝茜等譯
文案丨編輯:梁柳紅
指導老師:初慶柱、黃建敏
出品方:廣東海洋大學水生生物博物館、中國海洋學會
來源: 廣東海洋大學博物館