鬼索的狂暴之刃 vn:【国家地理】鲸之谷

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/06 11:15:40
来源:译言网科技 时间:2011年10月10日

  数百万年地幔沉积物堆积在(鲸)的遗骨上。海水褪去,海床沦为沙漠,狂风卷走砂岩和页岩。沧海桑田,世事变迁。地壳运动将印度推向亚洲,托起喜马拉雅山。在非洲,首批人类祖先直立行走。法老们忙着建金字塔。罗马崛起,罗马陨落。只是风儿一直没有停息,默默无闻工作。后来,菲利浦.金格里奇(Philip Gingerich )出现了,替代了风儿。

  去年十一月某个黄昏,埃及沙漠“鲸之谷”( Wadi Hitan),来自密西根大学脊椎动物古生物学家金格里奇,伸展身体,躺在脊椎动物“龙王鲸”(Basilosaurus)(译注一)一侧。四周的沙粒,散落着鲨鱼牙齿、海胆脊椎、巨型鲶鱼的化石。“我花了很长时间去研究身边的海洋生物,感觉就像我和他们在同一个世界。”他一边说,一边用刷子轻触椎骨。“我看沙漠时,我看到的是海洋。”金格里奇正在搜寻鲸的一小块重要残骨,他想尽快找到。天暗了下来,他得先赶回营地,免得同事着急。“鲸之谷”是一个美丽而冷酷的地方。这里不仅有史前海洋巨无霸的残骸,金格里奇还陆续发现了不幸人类的遗体。

  译注一:龙王鲸(Basilosaurus)意为帝王蜥蜴是龙王鲸科中的一个属,生存于3900万至3400万年前的始新世晚期。龙王鲸的化石第一次是在美国路易斯安纳州被发现的,刚开始被误认为是巨大的海洋爬虫类,古生物学家从埃及与巴基斯坦发现的化石中辨认出至少存在两个其他的种。——摘自《互动百科》

  他拿着刷子,移向尾部脊椎,细细摸索。突然,他停了下来,放下工具。“这是主骨,”他边说,边用手指轻轻拂去积沙,一根细长的骨棒出现在眼前,仅有八英寸长。“不是每天都能看到鲸腿,”他说着,无比虔诚地用双手捧起了遗骨。

  龙王鲸的确是一条鲸鱼,虽然它长着两条小小的后腿,大概像三岁女孩儿的腿,从侧边凸起。发育成熟的腿部虽迷人却无一用,不,曾经用来走路——这点对于我们理解现代鲸进化之路非常重要:用四肢走路的陆地哺乳动物的后代,却成了游泳高手。金格里奇孜孜不倦地工作着,竭力探索动物界最神秘的现象——变异。目前,他有证据显示,曾被上帝论者奉为反进化论的最佳证据——鲸——可能是最好诠释了进化论。

  “与龙王鲸同样完整的只有罗塞塔石碑(Rosetta stones),”金格里奇在返回营地的路上告诉我。“他们为我们讲诉了那时动物的生活现状,而不只是支离破碎的残骸化石。”

  Wadi Hitan——字面意思即为“鲸之谷”——已证明和罗塞塔石碑一样丰富。在过去的27年里,金格里奇和同事们已在此地发现了1000多架鲸残骸,还有更多尚待发掘。当我们回到营地,看到了刚从野外归来的金格里奇同事。就着烤羊内,蚕豆酱,烤面包,我们很快就切入正题。穆罕默德.萨迈赫(Mohammed Sameh),“鲸之谷”保护区首席巡逻员,负责勘查较远东区,又发现了几处新的骨骸集中地——自然历史上重大难题之一的又有了新线索。约旦博士后伊亚德.祖马(Iyad Zalmout)和研究生弟子瑞安.贝贝伊(Ryan Bebej)一直在挖掘悬崖边的鲸坛。“我想里面一定埋着鲸的残骸。”祖马说。

  鲸和其他陆地动物的共同祖先是平头蝾螈形四足动物,大约与3.6亿年前,他们拖着(笨重)身躯,离开大海,爬上泥泞岸边。他们的后裔逐渐提升了肺功能,鱼鳍进化为腿,下颌关节突生,以便提高陆地上的听觉。而哺乳动物则是其中佼佼者。6000万年前,他们是地球的主人。而鲸不过是极少数反向进化的哺乳动物之一,重新改装陆地身体,使其适应海下生活,比如感觉,进食,行动和交配。

  鲸的大转折,一直困惑着堪称人类最聪明的科学家。查尔斯.达尔文意识到他的自然选择学说面临巨大挑战,在《物种起源》第一版里,他尝试去解释鲸。他指出,黑熊正在湖里游泳,张着大嘴巴,捕食飞虫,长达数小时。“我觉得,黑熊的嬉戏完全可毫无悬念地继续进行,因为从自然选择来说,他们会越来越适应水环境,嘴巴越来越大,直到鲸横空出世。”如此想象,甚是有趣。但是最后,他还是在后来的版本里删除了这段。

  一个世纪之后,20世纪最伟大的古生物学家乔治.盖洛德.辛普森(George Gaylord Simpson),仍不知如何解释哺乳纲动物鲸的逆向进化。“总而言之,鲸类是最奇特和最反常的哺乳动物。”他有点不耐烦地评论到。“自然阶梯里没有他们合适的位置。他们或许是极端异客。”

  如果鲸之转型没有科学依据,反进化论学者似乎捉到了把柄。他们认为试图适应水上生活的陆地动物并非后来的家禽或鱼,无论哪种情况,他们都不可能侥幸活下来。如果鲸真能大逆转,化石证明从何而来?“鲸和陆地哺乳动物存有显著的解剖结构差异,中间的无数次变异,我们唯有穿越古海洋,找到我们要找的那头鲸,方能见分晓。”1989年出版,风行一时的创世教教科书《熊猫和人类》作者如是写道。“到目前为止,我们还没有发现鲸的过渡形式。”

  70年代中期,菲利普.金格里奇无意中接受了挑战。在耶鲁大学获得哲学博士后,他便在怀俄明州克斯发掘福克盆地,记录始新世早期,哺乳动物的枝繁叶茂,大概是恐龙灭绝后一千万年。1975年,他在印度旁遮普(Punjab)和巴基斯坦西北边境省(现也称开不尔省)从事始新世地层的野外勘探工作,寄希望于发现哺乳动物从亚洲到北美洲的迁徙途经。然而令他失望的是,他的研究目标,所谓5000万年地层并不是陆地,只是特提斯洋(Tethys Ocean)东部边缘的海床。1977年,他的团队发现了一些骨盆骨骸,他们笑称属于“行走的鲸”——太荒唐了。那时,已知最接近古代的鲸化石都和现代鲸相似,有复杂的水下听觉系统,尾巴强劲有力,没有后腿。

  1979年,金格里奇在巴基斯坦团队的一位同事发现了和狼相仿的头骨,但是其上面和两侧帆骨突出,用支撑鄂部和颈部的发达肌肉,这点又和狼不吻合。更为奇怪的是,大脑甚至比胡桃还要小。同月,金格里奇在印度勒克瑙(Lucknow)和加尔各答(Kolkata)的博物馆里偶然看到了古代鲸鱼标本。“那时,小脑开始有意义了,因为早期鲸头骨比较大,而大脑相对小点,”金格里奇回忆说。“我猜想那个小脑动物很可能就是早期鲸。”

  金格里奇把这块头骨从沙漠红色石林里带回密西根的实验室,他从密质骨里发现了葡萄大小的硬块,即“听泡”,以及具有鼓骨特征的S型骨嵴——这两大解剖特征正是鲸特质之一,使其适应水下环境。虽然头骨还缺少鲸的水下定向听力器官。他认为,这头鲸可能还是半水栖的,主要生活在浅水区,但还回到陆地休息和生产。

  这头原始鲸,后来金格里奇将它命名为“巴基鲸”(Pakicetus),让他看到了新的希望。“我开始对促成鲸反向(进化)的巨大环境变迁越来越有兴趣,”他回忆说。“这初始为陆生,而后却完全成为异类的生物,从那时起,我投入主要精力研究鲸的过渡形式,从陆地到海洋的巨大飞跃。我想找到他们。”

  上世纪八十年代,金格里奇把注意力转向“鲸之谷”。他和妻子,古生物学家B.霍利.史密斯(B. Holly Smith),密西根大学同事威廉.桑德斯(William Sanders),开始寻找比发现“巴基鲸”海床晚几千万年的地层。三人组挖掘出全水栖鲸的部分骨架,比如大如龙王鲸,小如8英尺左右的硬齿鲸(Dorudon)。他们都有较大、密集听泡,以及其他适应水下听觉特质;流线型身体和加长脊椎柱;纵身跃入水中,肌肉发达的尾巴不容小觑。“鲸之谷”可谓处处埋鲸骨。“不久我们就意识到,我们根本不可能收集所有残骸,所以我们开始确定和发掘最有代表性的标本化石。”

  但直至1989年,一个很偶然的机会,他们才找到那只连接鲸陆地祖先的鲸鱼。金格里奇的野外勘探临近结束时,当时他还在琢磨龙王鲸的骨架时,突然在脊柱下侧发现了第一条已知鲸的膝关节,位置要比他预料的下。既然研究人员知道何处可找到腿骨,他们再次勘探了之前圈定的大量鲸骸,旋即发现股骨、胫骨、腓骨,这些都是鲸足部和踝部的组成部分。最后一天,探险队的史密斯发现了一组完整,约莫英寸长的细脚趾。看着这些纤细的骨头,她激动地热泪盈眶。“数量众多,进化充分有腿、脚、脚趾的水栖鲸,对探索鲸的进化之路有多么重要——真是鼓舞人心,”她回忆说。

  虽然腿不能支撑龙王鲸在陆地上的体重,但是尚未完全退化。他们还有其他辅助物,比如发达肌肉,踝关节功能,膝盖的复杂锁定机制。金格里奇推测说,这些可能都是在交配时起刺激或者引导作用的。“交配时,如蛇般长身体,一定很难控制,”他说。

  不管龙王鲸腿有何用,找到他们至少能确认鲸的祖先曾经生活在陆地,会走路,小跑,飞奔。但是祖先们的身份仍不明了。古鲸的某些骨骼特征,尤其是大大的三角颊齿,和爪兽——一种有蹄始新世食肉动物(体型庞大,鬣狗类安氏兽,可能是陆地上最大的食肉哺乳动物,可能就是从爪兽进化过来的。)——非常相似。二十世纪50年代,免疫学家研究发现鲸鱼血液里的某些特质表明鲸的祖先属哺乳纲偶蹄目,包括猪,鹿,骆驼和其他偶蹄动物。二十世纪90年代,分子生物学家研究鲸的遗传密码后,认为鲸和偶蹄动物河马是近亲。

  证据确凿的骨骼证据,分子学家的分子比照,金格里奇和其他古生物学家更相信前者。他们认为鲸是爪兽的后裔。但是他们得先找到这块特殊骨骼,才能验证假说。距骨,或踝骨是偶蹄动物最显著骨骼特征,因为双滑轮凹槽,即骨头上部和底部有两条明显的槽纹,就像滑轮拉绳,和其他四足动物的单滑轮形式相比,他们更利于偶蹄动物跳跃,保持灵活性。(这点对现代鲸鱼没有任何帮助,自然是因为他们完全没有踝骨了。)

  2000年,金格里奇重返巴基斯坦,终于看到了第一条有踝骨的鲸鱼了。他的研究生弟子伊亚德.祖马在一条4700万高龄的鲸鱼残骸中发现了有凹槽的骨头,后来这头鲸被命名为“Artiocetus”。数分钟后,巴基斯坦地质学家穆尼.尔.哈克(Munir ul-Haq)在该处又发现一根结构相似的骨头。起先,金格里奇还以为这两根骨头分别来自动物左右腿的单滑轮踝骨——这也能证明之前鲸的起源推测是正确的。但是,当他把它们并排放在一起时,(看上去)并不十分对称,他有点困惑。他陷入沉思中,把玩着骨头,仿佛在解一道益智题。它们突然一起断裂,组成近乎完美的双滑轮踝骨。实验室推想终于得以证实。

  那天傍晚,在回营地的途中,金格里奇和团队路过一个村庄,孩子们正用山羊踝骨玩骰子游戏。(不同文化区域的人们都爱用国内偶蹄动物踝骨做游戏或者占卜。)祖马向他们借了一个,并递给金格里奇,然后饶有兴趣地看着教授整个晚上看一眼山羊踝骨,再瞧一下鲸鱼踝骨,两者之间有着惊人相似。“这是一个重大发现,但是我的计划却落空了,”金格里奇自嘲道。“虽然,我们现在已肯定知道鲸来自何处,但是我们也清楚了,河马之说还不够完整。”

  之后,金格里奇和其他少数几位古生物学家致力完善早期鲸的进化之路,点点滴滴,从牙齿到脚趾。金格里奇相信第一批鲸和沼泽地碳兽十分相似,一种生活在始新世时期沼泽低地里,形似河马的小型食草动物。(古生物学家汉斯(Hans Thewissen)提出另一假说:鲸的祖先和Indohyus,一种史前鹿形偶蹄动物,大小和浣熊水栖相仿,半水栖。不管他们体态和大小如何,在始新世初期,约5500万年前,随着地球温度上升,最早的鲸就和哺乳纲里的其他现代动物一并出现了。

  他们生活在特提斯东岸沿岸,在进化史上,水域推动力不可忽视:暖和,多盐,丰富的海洋生物,没有水生恐龙猎捕,它们早在一千万年前久灭绝了。为了捕食新的食物,常常需要潜入更深的水下。水上开拓者的鼻子逐渐加长,牙齿越来越锋利,以便适应捕鱼。约5000万年前,以”巴基鲸“为代表的鲸成为主流:四条腿的游泳高手,行走在陆地。

  适应水下生活后,早期鲸类的生活环境越来越和大多数哺乳动物接近了:食物充裕,缺乏竞争者,少有食肉动物之威胁——生物繁荣昌盛的理想条件。各式各样的鲸大放异彩,虽然绝大多数都已灭绝。陆行鲸(Ambulocetus),重约1600磅,体态臃肿,矮胖的腿儿,巨大无比的弹响颌,却是偷袭高手,有点像令人闻风丧胆的海上鳄鱼。Dalanistes,长长的脖子,头部像苍鹭。Makaracetus,肌肉发达,弯曲自如的短吻,可能用来捕食软体动物。

  大约4500万年前,优越的水上环境促使鲸走向海洋更深处,鲸的颈部受(水压力)挤压后,力道加强;脖子被拉长和锐化后,更像船头。后腿增厚如肉瓣;脚趾变长,长出蹼,所以他们就像一群超级野鸭,踮着偶蹄先祖遗传的脚丫,摇摇晃晃走路。游泳方法也改进了:有些鲸长出了厚实强健的尾巴,子弹流线型头部为其海上冲浪平添神力。受天择压力,他们朝向耗能较少的移动模式演化,因而脊椎柱更长,更灵活。鼻孔位置靠后,喷气孔向头顶发展。随着时间推移,他们越潜越深,他们的双目也逐渐向两侧分移,以便更好眼观两侧。耳朵变大,口腔内槽状脂肪垫,宛如水下天线,稍有动静,它们就将信息反馈给中耳,鲸对水下声音也越来越敏感。

  虽然4500万年高龄的鲸,与水的相处越发和谐,但他们仍要借助蹼指爬上岸,寻找淡水源,配偶和一个安全养育幼仔的地方。但经几百万年的演化,鲸鱼踏上一条不归之路:龙王鲸、矛齿鲸和亲戚们再也没有涉足陆地,他们自信地畅游在公海里,甚至越过大西洋,抵达现在的秘鲁海岸和美国南部。他们的身体已完全适应了水上生活,前肢缩短力量变大,权作鳍肢脚蹼,水平尾尖变宽,充当水翼。骨盆从脊柱分离,允许尾巴做更充分的垂直运动。或许为了纪念遗失的岸上生活,他们仍有后腿,有完整的小膝盖、脚、脚踝和脚趾,虽无济于行走,或可助性。

  始新世末期温度骤降,约3400年前,过渡形式的朝龙王鲸(basilosaurid)开始向现代鲸演变。两极附近水温陡降,洋流变化,非洲和欧洲西海岸营养丰富的海水上涨,将鲸引入全新的生存环境,并且不断与时俱进——发达的大脑,回声定位,绝缘脂,甚至某些现代鲸,鲸须取代牙齿,吞食磷虾群。

  这在很大程度上得益于菲利普.金格里奇的鲸化石档案,为达尔文的进化提供了有利证据,而非反戈一击。而颇有讽刺意味的是金格里奇本人生长在爱荷华州东部孟诺派教徒家庭里,严格遵循基督教义。(他的祖父是一位农场主,普通信徒)。然而,他并没有觉得信仰和科学之间有冲突。“我的祖父对于地球年龄,心态非常好,”他说,“从不提进化。他们非常善良,一件事,即使他们即使知道很多,也只说一种观点。”

  金格里奇对一些人认为宗教和科学有冲突,仍百思不解。我呆在“鲸之谷”的最后一晚,繁星点点,我们在营地外走了一小会儿。“我从来没有如此虔诚,”他说,“但我认为的的工作也能启迪心灵。想想看,鲸鱼在这里游泳,生活,死去,物转星移——你不由自主想去去亲近比自己,社区,或者日常琐事更伟大的事物。”他伸展双臂,远眺暗黑地平线,与沙漠里砂岩风雕塑和无数沉默的鲸鱼对视。“世上所有的宗教在此聚合。”

  3700万年前,

  史前特提斯海洋水域,一条50英尺长,张着血盆大口,满嘴锯齿状牙齿的怪兽,盘桓着,缓缓倒下,沉入海底。

  试想曾为沧海的广袤沙漠,鲸在此捕食和嬉戏。如今人们踏着石径,漫步“鲸之谷”,那已消逝的海洋生物化石随处可见。

  埃及不是唯一发现早期鲸的地区。4700万高龄的Maiacetus,出土于巴基斯坦,目在美国密歇根大学古生物学博物馆地下室安度晚年。凭借强劲的腿部和脚蹼,它能向海狮样在陆地上推进。四肢适合游泳,尾巴担任方向舵。后来鲸鱼借助强悍尾巴,在海里游得更欢畅。他们后腿退化,前腿进化为鳍状肢。

  “鲸之谷”悬崖边的鲸鱼鄂部化石(偏左),距吉萨(Giza)金字塔不足百英里。“用形象文字记录的埃及民间故事的海蛇传说,”古生物学家菲利浦.金格里奇(右)。“可能就源于这些动物。”

  “鲸之谷”保护区的大本营,窝在在背风处的低丘陵,免受太阳炙烤和风沙鞭打,沙尘暴会定期来打扫房间。(夏季气温通常高达120s.) 营地是埃及建筑师加布里埃尔.米哈伊尔(Gabriel Mikhail), 融合沙漠特点,特别设计。

  该模型是密歇根大学标本制作员威廉.桑德斯和团队共同完成的5英尺长的龙王鲸头骨复制品。为了完成该模型,他们在原化石上先覆上几层弹性聚氨酯涂层,罩上玻璃纤维壳。”制作该铸件,需要六个人同时协作,每人手上拿一片——全都要同步,“桑德斯说。

  CT扫描龙王鲸骨骼,包括细长下巴,扫描资料用于建立数字模型,动态显示鲸的移动,游泳和咀嚼。

  ”鲸化石是上帝奇迹之一,”穆罕默德.萨迈赫(Mohammed Sameh)(左),“鲸之谷”首席巡逻员如是说。他正和密西根大学博士后伊亚德.祖马重新组装硬齿鲸头骨。由于该地区的罕见史前鲸化石,它已被联合国教科文组织授予世界遗产。

  “成型、铸造和装配50英尺的鲸——益智游戏爱好者的梦想,或者梦魇,”密西根大学修建负责人威廉.桑德斯说。他和团队花了一年时间,才铸造了龙王鲸化石骨骼模型。前景图展示的是肋骨,后面是椎骨。白色铸件还要涂上油漆,以便和铁锈斑驳陆离的原件匹配。

  沙尘暴鬼斧神工,“鲸之谷”岩石在其侵蚀下,充满异域风情。埃及人称其为泥狮子和狮身人面像。

  龙王鲸椎骨支撑骨,托住鲸强壮肌肉。肌肉发达,能有力控制尾巴上下活动,有利游泳。

  历史可见,“鲸之谷”砂岩表层显示出几百万年前沉积物是如何沉淀下来,那时还是史前特提斯海洋底层。后来,沧海变桑田,唯有风儿还在。

  无数沙漠遗迹告诉人们早期鲸如何生活,又是如何消亡的。

  撒哈拉沙漠上,无数洼地泥地以散落四处硬币大小的化石命名,熠熠生辉。

  埃及东北“鲸之谷”星星点点分布着数千架史前鲸骨架,有些甚至完整到尾骨和脚趾。古生物学家有时会给某些标本起个绰号。这头硬齿鲸又称意大利鲸,因为发现者是意大利科学家。

  在“鲸之谷”发现次鲸时,它的鼻子和尾巴分别在山的两侧。3700万高龄的龙王鲸受益于埋葬它的岩石之庇护,保存完整。今年,它将重返埃及,成为某新开鲸鱼进化博物馆的镇馆之宝。

  龙王鲸18英寸长的后腿(左腿,上)太孱弱,不足以支持它50英尺的庞然身躯。其实,它从未离开过海洋。但是保留的后腿是早期鲸曾在陆地上行走和奔跑的最好证据。没有人知道龙王鲸小腿的作用。金格里奇认为,它们刺激或引导交配。

?2009 爱叨叨 | 京ICP备08009290号| 意见反馈: aidaodao.cs@gmail.com