为什么鲸类身体变得如此巨大?

为什么鲸类身体变得如此巨大?

陆栖动物身体尺寸有限,这是因为它们需要自己支撑起身体,以对抗重力;但在海洋生存环境中,生存介质就能支撑海洋生物身体,其自身无需耗费能量支撑身体。即便如此,还是存在令人费解的因素;如果相应资源被用于身体生长,就不能用于繁殖后代。鉴于鲸类身体能够并且已经变得硕大,那么第二个问题也随之产生:是否有事物能让鲸类身体不再变大?研究人员认为鲸类食物与这两个问题的答案息息相关。依据研究人员戈尔德博根和同事在《科学》杂志发表一篇论文的描述,他们收集的研究数据可用于说明食物如何影响鲸类身体。

抹香鲸

总体而言,大型鲸类可分为两种类型。齿鲸,例如抹香鲸(上图),捕食单个猎物。须鲸,将海水吸入口腔,用鲸须板过滤海水,提取磷虾这样的小型生物。身体最大的鲸类(例如蓝鲸、座头鲸及其他鲸类)都属于须鲸。当陆栖掠食动物身体变得越来越大,它们捕食猎物的身体也随之变大,须鲸捕食小型生物的情况似乎不符合进化规律。

齿鲸和须鲸都经常潜入深水处捕食猎物——在深水处,猎物数量更多。为了潜入深水处,齿鲸和须鲸必须屏住呼吸;这种捕猎方式限制了它们呆在水下的时间。鲸类身体硕大的一种解释就是身体较大鲸类能更久地屏住呼吸,捕猎时间也更长。只有在鲸类能有效地利用较长屏气时间的条件下,这种说法才成立。

虎鲸

研究人员将水压耐压跟踪记录器安装到多头齿鲸和须鲸身上,以弄清楚它们的深潜捕猎行为。特别是,跟踪器内置的加速器能记录鲸类下潜速度突然变化情况(例如猛冲下潜),这种行为直接与鲸类捕食行为相关。

通过这种方式,研究人员能统计鲸类每次下潜的捕食次数,并依旧先前的研究,了解特定鲸类喜欢捕食的猎物;研究人员还能分析出这两种鲸类的摄食效率——即摄入能量和消耗能量的比值。研究人员发现:以身体尺寸而言,齿鲸摄食效率处于危险状态。在单次深潜中,齿鲸追捕并捕获的单个猎物数量仅仅足够维持其身体所需能量。与齿鲸不同,研究人员发现须鲸只要寻觅到一大群猎物,就能获得丰富营养。研究人员认为:一头大型须鲸的单次猛冲捕获猎物数量是齿鲸单次最多捕获猎物数量的十倍。

蓝鲸

由此可见,齿鲸身体大小达到了某种尺寸极限。不过,须鲸可能还会持续进化,其身体将变得大。目前,在已知现存和灭绝动物中,蓝鲸是体型最大的动物。未来蓝鲸体型有可能变得更大。