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鲸目

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鲸目学名:Cetacea)是哺乳纲下设的一个传统分类单元,包含现存约90种体态似鱼、皮肤裸露的水生哺乳动物和它们已灭绝的早期亲族,统称 鲸类 鲸豚类,习惯上体型大者称鲸(英:Whales),小者称豚(英:Dolphins)。大部分栖息于浅海,少数几种栖息于淡水。
鲸类的形体构造和生活习性明显异于任何哺乳类,故长期单列为一目。其祖先和演化史一度存有争议,但随着相关研究不断进展,现已充分证实鲸类由5000万年前的陆生偶蹄目入水后演化而成。DNA测序显示鲸类与河马互为姐妹群,二者构成的分支又与反刍亚目互为姐妹群。为避免偶蹄目成为并系群(即缺少部分演化支),现行分类将鲸目归入偶蹄目,降级为 鲸下目 [1] 
为适应水下环境,鲸类的前肢进化为,后肢退化,并生出水平的尾鳍。鼻孔移生至头顶,须每隔一段时间将鼻孔露出水面置换氧气。无耳廓,但听力极佳。鲸类的两大支系——须鲸齿鲸,在3400万年前分化。须鲸现存约15种,口内无齿,上颌有帘幕般的角质鲸须,滤食磷虾、小鱼等;普遍体型巨大,是世界上最大的一类动物。齿鲸现存约75种,口中多有利齿,捕食鱼类、头足类等;总体上体型较须鲸小,且不同种类间差距较大;拥有发达的声呐系统,活动时主要依靠回声定位功能;部分种类智商极高,甚至具备复杂的情感。
鲸类每胎仅产1崽,生长期长,在人类侵害下1/4的种类濒临灭绝 [2]  。尽管国际捕鲸委员会自20世纪80年代起规定禁止商业捕鲸,但冰岛挪威俄罗斯日本等国仍在大量猎杀鲸类。
中文名
鲸目(旧称),鲸下目,鲸类,鲸豚类
英文名
Cetaceans
动物界 Animalia
脊索动物门 Chordata
哺乳纲 Mammalia
偶蹄目 Artiodactyla,或 鲸偶蹄目 Cetartiodactyla [3] 
演化支
全撰类 Artiofabula → 鲸反刍类 Cetruminantia →
  
鲸凹齿形类 Cetancodontamorpha [1] 
亚    目
鲸河马亚目 Whippomorpha [1] 
演化支
鲸形类 Cetaceomorpha [1] 
下    目
鲸下目 Cetacea  Brisson, 1762 [1] 
化石时期
始新世早期(约5000万年前)→现代

鲸目命名

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鲸目由 18 世纪法国动物学家 马蒂兰· 雅克· 布里松(法文:Mathurin Jacques Brisson,1723-1806)在 1762 年命名。“Cetacea” 来自拉丁文 cetus,意为“鲸”,词源为古希腊文 κῆτος(罗马化kētos),意为“巨大的鱼”。 [4] 
在证实鲸目演化自偶蹄目后,其分类层级降为下目,但学名未变。

鲸目演化历程

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分子系统学研究表明,鲸目起源于偶蹄目,与河马姐妹群,因此未包含鲸类的偶蹄目是并系群(即部分演化支被归入其他类群)。现行分类多将偶蹄目和鲸目合并为单系鲸偶蹄目(Cetartiodactyla) [3]  ,但一般仍使用偶蹄目的称法。
鲸与河马的最近共同祖先,是 6000 万年前由反刍动物分化出的半水生杂食动物,其中一支在 5400 万年前的始新世从南亚等地入水生活,逐渐演化为完全水生的鲸类,并扩散至全球各大海域,部分种类还进入内陆河流及湖泊。在物种进化史上,一切脊椎动物均由 3 亿年前海洋中的鱼类演化而来,鲸类祖先在离开海洋 2.5 亿年后重返海洋,被称作“二次入水”,是进化史上一次罕见的重大转折事件。
偶蹄目内部的分化关系 偶蹄目内部的分化关系 [1]
鲸类在生理及结构上都发生了显著的改变以适应水中生活,例如具有增厚的皮下脂肪层(鲸油),长时间潜水及回声定位的能力,同时具有强大的肌肉系统支持水中运动等。
最早出现的鲸类为原鲸科(Protocetidae),生活在 5000 万年前,化石分布在亚洲、非洲及北美。科学家对于在现今巴基斯坦发现的巴基鲸(Pakicetus)了解较多,这个生活在约 5300 万年前的生物化石,头部鼻孔已移向后方,具有狭长脑室,且仍具有后肢。
较先进的古鲸,是曾经被认定为爬行动物的械齿鲸科(Basilosauridae),该科大约存活在 3800-4500 万年前,类似的化石也广泛的在新西兰甚至南极被发现。这显示古鲸在 4000 万年前便已扩散到南半球。
较先进的古鲸中另一分支,是至少包含有 6 种动物的硬齿鲸亚科(Dorudontinae),它们有较窄小的上颚,可能为滤食性;或是像现生大多齿鲸般,能藉此构造迅速夹住鱼、乌贼及鸟。
经历漫长的演化过程后,古鲸的各个支系在渐新世逐渐灭绝,仅有两个分支繁衍至今,即须鲸(Mysticeti)和齿鲸(Odontoceti)。

鲸目下级分类

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鲸目综述

现代鲸类分为须鲸小目和齿鲸小目,都演化自古鲸小目,在 3400 万年前的渐新世初期便已分化。古鲸小目实际上是个并系群,包含了已灭绝的古代鲸类的最近共同祖先,但未包含其最近共同祖先的所有后代(即现代鲸类)。
须鲸小目种类较少,现存约 15 种,分属 4 科:露脊鲸科、新须鲸科(或 小露脊鲸科)、须鲸科灰鲸科
齿鲸小目种类繁多,现存约 75 种,分属 9 科:抹香鲸科、小抹香鲸科(侏儒抹香鲸科)、恒河豚科(淡水豚科)、喙鲸科(剑吻鲸科)、亚河豚科、拉河豚科、海豚科鼠海豚科、独角鲸科(一角鲸科),另有 1 个单型白鱀豚科,被认为已于 21 世纪初灭绝。

鲸目列表

注:列表仅显示鲸下目的现代类群,化石类群待补充完善。符号“†”表示已灭绝。
须鲸小目 Mysticeti露脊鲸总科 Balaenoidea露脊鲸科 Balaenidae
演化支 Thalassotherii新须鲸科 Cetotheriidae(或 小露脊鲸科 Neobalaenidae)
须鲸总科 Balaenopteroidea灰鲸科 Eschrichtiidae
须鲸科 Balaenopteridae
齿鲸小目 Odontoceti抹香鲸总科 Physeteroidea
抹香鲸科 Physeteridea
小抹香鲸科 Kogiidae
海豚形类 Delphinida恒河豚总科 Platanistoidea恒河豚科 Platanistidae
喙鲸总科 Ziphioidea喙鲸科 Ziphiidae
†白鱀豚总科 Lipotoidea†白鱀豚科 Lipotidae
亚河豚总科 Inioidea
亚河豚科 Iniidae
拉河豚科 Pontoporiidae
海豚总科 Delphinoidea
海豚科 Delphinidae
鼠海豚科 Phocoenidae
独角鲸科 Monodontidae

鲸目生理构造

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鲸目形态特征

鲸类为现代哺乳动物中最适应水中生活者,在从陆生向水生转变的历程中,演化出近似鱼类的外形,同时体毛退化(一些鲸类的初生幼体的吻部仍有少量刚毛,大部分种类在成长中褪去,小部分种类保留终身),汗腺皮脂腺也随着鲸类最终完全水生而退化。
鲸类身躯肥圆,略呈桶状,侧看呈流线形。多数种类颈椎愈合,头与身体直接相连,无法在身体不动的情况下扭转头部。前肢特化为鳍状肢,内部仍有趾骨残留。后肢完全退化,仅存 1 对小骨片。躯干后部为尾柄,尾末左右两端扩展形成水平的尾鳍,可上下摇摆,推动身体前进。多数鲸类长有背鳍,立于脊背后方或背中央。眼小,无瞬膜泪腺,视力较差。无耳廓,仅有微小的耳孔,但在水中和空气中均有良好的听力。外鼻孔位于头顶,俗称喷气孔。用肺呼吸,肺左右各 1 叶。胃分 3 室。除淡水豚外的鲸类都有 1 层丰厚的脂肪,借此保温、减少身体比重和增加浮力,有助于游泳和出水换气。气管食管完全分离,因而不能用嘴呼吸。
须鲸口内无齿,上颌两侧各有 150-400 缕角质鲸须;鲸须的颜色、数目和形状因种而异,是分类的重要依据;它们利用鲸须在海水中滤食磷虾、小鱼、头足类贝类,食物直接吞入腹中,不加以咀嚼。须鲸是世界上体型最大的一类动物,且雌性大于雄性。须鲸中最小的小露脊鲸体长也超过 5 米,而最大的蓝鲸更是史上最大的动物,可达 33 米长、近 200 吨重。须鲸头部极大,如露脊鲸科的头可达体长的 1/3,最多可占体重的 40%;头顶偏后处有一对(两个)外鼻孔;仅有 1-2 对肋骨与小型胸骨相连,无锁骨;鳍肢一般 4 趾;所有须鲸均有盲肠。须鲸通常喜欢温度较低且食物丰足的海水,会游到赤道附近产下后代,在此过程中可数月不进食,以其脂肪储备为能量来源。
齿鲸有各种形状的牙齿,如圆锥形(海豚科抹香鲸)、铲形(鼠海豚科)、钉形(白鲸)、长矛形(独角鲸)等;雌喙鲸的牙齿隐于牙龈内,大部分雄喙鲸只有 2 颗短牙;雄独角鲸和 15% 的雌独角鲸有突出嘴外的 1-2 颗长牙,构成牙齿的百万个细胞能感测水温、压强及盐度。齿鲸捕食鱼类、头足类、甲壳类等,和须鲸一样不会咀嚼食物;某些齿鲸(如虎鲸)会捕食哺乳动物,猎物包括鳍足类和其他鲸类。齿鲸的体型差异较大,从 1 米长的侏海豚到 18 米长的抹香鲸不等,多数种类雄性大于雌性。许多齿鲸为两性异形,外貌因性别而有很大不同,可能是为了便于雄性求偶或彰显攻击性而形成的。齿鲸的头顶偏后处有单个外鼻孔(抹香鲸的外鼻孔位于头部左前方);鳍肢一般 5 趾;拥有相当发达的声呐系统,并可用额隆(头顶前方的脂肪组织)进行回声定位。它们的听觉十分敏锐,甚至有些失明的齿鲸可以只靠听觉存活。除恒河豚外的所有齿鲸均无盲肠。部分齿鲸极善潜水,如抹香鲸与柯氏喙鲸可下潜至 2000 多米深的海域,憋气一两个小时。

鲸目声呐功能

鲸类拥有敏锐的声呐系统,能利用回声定位功能,发出声波信号觅食和通讯,人类发明的声呐就是通过鲸和海豚的声呐原理发明的。鲸类依靠敏锐的听觉在水下生存,但须鲸和齿鲸在听觉能力上却展现出巨大的差别。须鲸能接收到频率低到人类难以察觉的次声波,这使得它们可以远距离沟通,而齿鲸的情况正好相反,它依赖超声波,这种声波的频率太高以至于人类无法听到。发表在 2017 年 6 月《当代生物学》杂志的报告称,研究人员从灭绝的早期鲸类化石中找到了证据,证明鲸类听觉能力上的差异是进化为完全水生动物后才出现的;水陆两栖的史前鲸类的听觉系统,与它们的陆地近亲更为相似,甚至是河马骆驼等动物。
鲸对声呐的使用频率比海豚的低得多,作用距离也远得多。海豚声呐的灵敏度很高,能发现几米以外直径 0.2 mm 的金属丝和直径 1 mm 的尼龙绳,能区别开只相差 200 ps 的两个信号,能发现几百米外的鱼群,能遮住眼睛在插满竹竿的水池子中灵活迅速地穿行而不会碰到竹竿;海豚声呐的“目标识别”能力很强,不但能识别不同的鱼类,区分开黄铜、铝、电木塑料等不同的物质材料,还能区分开自己发声的回波和人们录下它的声音而重放的声波;海豚声呐的抗干扰能力也是惊人的,如果有噪声干扰,它会提高叫声的强度盖过噪声,以使自己的判断不受影响。海豚声呐还具有感情表达能力,已经证实海豚是一种有“语言”的动物,同类之间正是通过声呐系统“交谈”,它们的声呐系统分工明确,有为定位用的,有为通讯用的,有为报警用的,并有通过调频来调制位相的特殊功能。
终身在极度黑暗的大洋深处生活的动物不得不采用声呐等各种手段来搜寻猎物和防避攻击,它们的声呐性能是人类现代技术所远不能及的。解开这些动物的声呐之谜,一直是现代声呐技术的重要研究课题。 [5] 

鲸目种群现状

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由于环境恶化和人类的大量捕杀,鲸类特别是一些大型成员由于经济价值高而受到广泛捕猎,许多鲸类已濒临灭绝。
国际捕鲸委员会IWC)是一个负责管理捕鲸和鲸类保护的国际性组织。在商业捕鲸导致鲸数量锐减后,IWC决定采取行动保护鲸类。其中包括 1986 年生效的《禁止捕鲸公约》,分别于 1979 年和 1994 年建立了印度洋鲸类保护区和南大洋鲸类保护区。然而从 1986 年以来,因为日本挪威等一些国家利用了IWC决议的漏洞,打着“科学捕鲸”的旗号每年捕杀了至少 25000 头鲸或海豚。
捕鲸的国家还有挪威、冰岛和日本,以及西伯利亚阿拉斯加和北加拿大的一些土著部落。 [5] 

鲸目保护组织

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参考资料