《三思科学》电子杂志
第四期，2001年10月1日


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封面

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[九歌]共生与共栖 

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[碧声]向海洋奔跑 
[碧声]我心深处
[柯南]云和山的彼端 
[柯南]与爱神约会

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[听云]植物分类学小议
[邱骥]似哺乳爬行动物及
     哺乳动物的起源
[邱骥]高等灵长类的起源
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[切尼]全虫态观察在蝴蝶
     分类鉴定中的重要作用
[阿甘]EUVL——下一代芯
     片工艺的核心
[小江]艾滋病的传播与预防
     一、病毒与传染
[小江]循证医学存在两难吗
[异调]称球问题 —— 经典
     智力题推而广之三补
 
译述
[Laurence Moran]什么是进化
[Mark Isaak]  对于进化论的
     五个主要误解
[Michael Schermer]我错了

观点
[逍遥]杰奇的故事

历史
[陶世龙]孕育黄河文化的地质环境  
　　1.黄河流域的地形特征
　　2.地质基础与黄河文化的关系
　　3.黄河流域的地质演变的关系
　　4.黄河的诞生
[异调]ENIGMA的兴亡（二下）
[碧声]伦敦雾的故事

书评
[碧声]认真地梦想
    ——读《地外文明探秘》

辨伪
[柯南]别闹了，月亮先生！
[方舟子]“不明飞行物”并非不明

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三思言论集
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　来吧，我的朋友 / 来吧，我的仇敌 / 我知道你在这里 / 我迫不及待地冲向你 / 
就像你在等着我一样　　　　　　——麦尔维尔《白鲸》

　　向海洋奔跑
——发现鲸类动物的陆生祖先

　　　　　 碧声
　　

　　“鲸”这个汉字的造法明白地表示，古人认为鲸是一种大鱼，
“鲸鱼”一词就更不用说了。我们不能责怪造字者缺乏生物学常
识，因为包括鲸、海豚和鼠海豚（体型较小的海豚）在内的鲸类
动物（cetaceans）实在是同鱼太像了：长长的身体呈流线型，尾
巴的形状像叶片，后肢退化缩小到没有、只在身体内部还能寻到
一点残迹，这些特征无一不是适于水中生活的。

　　科学家认为，哺乳动物大约与恐龙差不多同时登上进化的舞
台，在巨大爬行动物横行的年代里生活得不甚得意，直到一场大
灭绝事件——通常认为是6500万年前一颗小行星撞上地球——毁
灭了恐龙家族，才因祸得福地兴盛起来。 在5000至6500万年前的
第三纪，所有的哺乳动物都生活在陆地上，现代鲸类动物的祖先
也不例外。由于某种原因，一些凭借四肢在大地上奔跑的动物，
于5000万年前的始新世时期开始回归河流和海洋，在不足800万年
的时间里，体型和生活习性都发生了巨大的改变。

　　大概在一百年前，就发现了生活在始新世中期（距今约4500
万年）的古鲸化石，但大多只是头骨。从20年前开始，才陆续找
到完整一些的化石，确认这些古鲸长着与哺乳动物类似的后肢。
例如密歇根大学的古生物学家Philip D.Gingerich在埃及发现的古鲸
化石，有着纤弱但明显的后肢。东北俄亥俄大学的J.G.M.Thewissen
在巴基斯坦发现的化石中，后肢更加强壮。

　　这些发现特别是巴基斯坦古鲸（Pakicetidae） 已经足够让科
学家激动，因为它们是陆生哺乳动物与现代鲸类动物之间的过渡
型，再次为进化论提供了优美的证据。不过，这些过渡型化石更
加偏向于鲸那一边，要么能够水陆两栖，要么完全适应海洋生活。
有两个重要的问题未能解答：鲸类动物的陆地祖先——那些只会
奔跑不会游泳的最原始的鲸类动物，是什么样子？世上现存的哺
乳动物中，哪一种与鲸类的亲戚关系最近？

　　科学家致力于更详细地鲸类动物的进化历程，不同专业的人
有不同的方法。根据化石的牙齿和耳朵特征，古生物学家倾向于
认为，鲸与一种生活在第三纪、现已灭绝有有蹄动物mesonychians
血缘最近。研究现存动物DNA特征的分子生物学家则比较偏爱河
马，认为这种现代偶蹄动物才是鲸最近的亲戚。

　　今年 9 月20日，Thewissen在英国《自然》杂志上发表报告说，
他的小组新发现了两种巴基斯坦古鲸化石，它们完全是陆生的。
就在第二天，Gingerich 在美国《科学》杂志上报告了另两种也是
在巴基斯坦挖出来的古鲸化石，长着发育良好的后肢，可以水陆
两栖。（看来每一领域的大腕来来去去也就那么几个人，而且这
两位大概有点竞争的意思，同时在两份地位对等的杂志上发表主
题相同的报告，倒也颇为有趣。）两人的新发现都表明，牛、河
马、猪、骆驼和长颈鹿等偶蹄动物与鲸有着密切的亲缘关系。对
Gingerich来说，提出这个观点也许稍微多费了一点功夫， 因为他
原先主张mesonychians是鲸的近亲。


　　　　　Thewissen新发现的两种完全生活在陆地上的古鲸

　　相比之下，Thewissen的报告比较重要。他新发现的化石分属
巴基斯坦古鲸的两个种，分别称为Pakicetus（上图中较大的那个，
那把锤子大概是20厘米）和Ichthyolestes。它们有肉食的牙齿，长
得有点像狗，但尾巴比狗更长，嘴更凶猛，眼睛比较小，身体分
别像狼和狐狸那么大。它们的耳朵部位有几块奇特的骨头，形状
与鲸类动物独有的相同部位的骨头非常相像。但颈椎骨长度、腰
椎骨稍嫌僵硬的关节、细长的后肢骨都表明，这些动物善于在陆
地上奔跑。更重要的是，其踝部有一块特殊的骨头，上下各有两
个滑车（如下图所示）。很容易理解，这种形状必定使足关节相
当灵活，利于奔跑，以前曾被认为是偶蹄动物的独有特征，现在
看来，原始鲸类动物也是如此。


　　 一块重要的踝骨。左边是新发现的巴基斯坦古鲸Pakicetus的骨头，
　　 中间是一种已知最古老的偶蹄动物，右边是猪。摘自《自然》杂志
　　
　　这表示，偶蹄动物(Artiodactyls)和鲸类动物亲缘关系相当接近，
科学家把包括这两类动物的更大群体称为cetartiodactyls（这个词显
然是鲸+偶蹄动物的简单加法）。Mesonychian虽然也是有蹄动物，
但踝骨没有这种滑车结构，被踢出局，不属于此群体。

　　　　　　　　　 鲸家族的亲戚关系简图

　　根据Thewissen的意见，大致可以画出这样一张亲缘关系图。与
其它偶蹄动物相比，河马与鲸并不格外亲近，这一意见与 Gingerich
有分歧，后者认为河马还是要特殊一些。

Pakicetus想象图，Carl Buell作，转自http://www.neoucom.edu/Depts/ANAT/Pakicetid.html

　　基本上，Pakicetus长得像一条嘴很长的狗。与庞大、优雅而雍
容的鲸相比，不仅没半点相似之处，而且太丑了，称之为古鲸实在
让人心里别扭。然而，它确实是鲸的祖先。栖息环境发生巨大变化，
在自然选择的沉重压力之下，宜于陆地生活的形态迅速被抹杀。但
仍有一些细微特征被保留下来，在化石之中向我们展示进化的神奇
力量。与以前发现的古鲸化石相比，Thewissen发现的这两个新种是
更加完美的过渡型，也就难怪同一期《自然》杂志上刊载的新闻评
论认为它们可与始祖鸟和南方古猿并列了。



　　Thewissen实验室关于古鲸研究的网页