「異齒鯨」化石揭露鯨魚跟海豚 如何「共演化」回聲定位能力
一項由紐約科技學院（New York Institute of Technology）和加州大學古生物博物館（University of California Museum of Paleontology）的研究人員合作發表的研究，為我們理解鯨類和海豚如何進化出使用回聲定位（echolocation）這一驚人技能提供了新的線索。這項刊登於《多樣性》（Diversity）期刊的研究，揭示了這些海洋哺乳動物如何利用聲波在水下導航。
鯨類和海豚，這些缺乏外耳的動物，依靠回聲定位技術在黑暗中導航和捕獵。它們發出高頻聲波，這些聲波反射回來，幫助它們繪制周圍環境的地圖，就像人類大聲喊叫並聆聽回聲一樣。
這些動物的頭骨和吹孔附近的軟組織都是不對稱的，這意味著一邊的結構比另一邊更大或形狀不同。這種「不對稱性」有助於聲音的產生。同時，富含脂肪的下顎骨將聲波導入內耳，使動物能夠確定聲音的來源（方向性聽覺）。
鼻、耳周遭組織不對稱 有助聲音產生與接收
然而，關於鯨類和海豚如何進化出這種精密的「內建聲納」系統，科學家們還未完全明白。現在，喬納森·蓋斯勒（Jonathan Geisler）博士和波森內克（Robert Boessenecker）博士的研究提供了重要線索。
研究人員分析了一大批化石，包括兩種古代海豚屬「Xenorophus（下稱：異齒鯨）」的物種，其中一種是新發現的。這些物種是齒鯨亞目（Odontoceti）的原始成員，齒鯨亞目包括所有現存的使用回聲定位的鯨類和海豚。
異齒鯨是一種大型生物，約三米長，生活在2500萬至3000萬年前的北美東部水域，可能以魚類、鯊魚、海龜和小型海洋哺乳動物為食。從外觀上，它類似於現代海豚，但擁有幾顆相互鑲嵌的臼齒，就像一個陸地祖先哺乳動物。
與今天的齒鯨類似，異齒鯨在吹孔周圍具有不對稱性，但不像現存親戚那麼明顯。值得注意的是，它的鼻子還有幾度向左的扭曲和移位。先前對其他古代鯨類（古鯨類）的研究表明，這種「鼻子彎曲」可能與下顎脂肪體的不對稱放置有關，增強了方向性聽覺能力。
然而，異齒鯨的下顎脂肪體，類似於陸地哺乳動物的外耳，進一步誇大了方向性聽覺。這種鼻子的彎曲和脂肪體的傾斜可能類似於貓頭鷹不對稱的耳朵，可以根據聲音精確地探測獵物的位置。
新的證據表明，異齒鯨在吹孔附近的不對稱性不太明顯，可能不像現存的齒鯨那樣擅長產生高頻聲音或聽到高頻率。然而，它能夠確定聲音的位置。因此，異齒鯨可能標誌著鯨類和海豚使用回聲定位的關鍵過渡時期。
「雖然在其他古代鯨類中也見到這種不對稱性，異齒鯨展示了任何鯨類、海豚或鼠海豚中最強的不對稱性，無論是活著的還是滅絕的，」波森內克說。「此外，儘管今天齒鯨的吹孔集中不對稱性可以追溯到異齒鯨和其他親戚，但鼻子的扭曲和移位在今天不再見到。這表明異齒鯨是理解鯨類和海豚如何演化出回聲定位能力的關鍵拼圖。」
蓋斯勒博士強調，除了自然界中常見的對稱性外，不對稱性的研究也非常重要。他說，生物體的對稱性，即身體部位在解剖上的鏡像對稱，是動物和人類演化的重要特點。然而，團隊的研究顯示，不對稱性在生物適應不同環境中扮演著關鍵角色。因此，在分析化石時，不對稱性應被當作一個重要因素來研究，而不僅僅是個體差異或地質變形的結果。
研究團隊計劃進一步研究其他齒鯨類，以了解鼻子「偏向其中一側」，這個特徵在鯨類中的普遍性。此研究刊登在《Diversity》。
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圖片來源：Robert Boessenecker ccBY4.0
參考論文：
1. New Skeletons of the Ancient Dolphin Xenorophus sloanii and Xenorophus simplicidens sp. nov. (Mammalia, Cetacea) from the Oligocene of South Carolina and the Ontogeny, Functional Anatomy, Asymmetry, Pathology, and Evolution of the Earliest Odontoceti.Diversity
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