【海洋之谜】沧海遗珍：鲸之谷

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   你是否能想像这样的场景：这片干燥的荒原曾是水下世界，有巨鲸在捕猎游弋。今天到访鲸之谷的游客可以顺着石头砌边的小道，去看一看那些容纳着仅存于远古的海洋生物化石的巨岩。

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    在鲸之谷发现这具3700万年前的龙王鲸骨骸时，它的吻部和尾巴分别从一座山丘的正反两侧戳了出来，身上覆盖的岩石将它保存得非常完美。今年，它会被运回埃及，在一家新建的鲸类进化博物馆隆重展出。

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可以找到早期鲸类进化线索的国家，不是只有埃及。这具4700万年历史的慈母鲸化石骨骸出土于巴基斯坦，现存密歇根大学古生物博物馆的地下室。靠着强健的腿和有蹼的脚，它能像海狮一样把自己推上陆地。这腿脚也能在游泳时提供推力，尾巴主要起舵的作用。后来的鲸能靠尾巴的动力更高效地游动，后肢缩小，前腿变成鳍。

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                    埃及的一片沙漠，过去曾是汪洋万里。这里隐藏着进化史上一次惊人巨变的秘密。
                  3700万年前，在古地中海的水域里，一头足有15米长、阔口巨牙的夭矫巨兽沉到海底死掉了。几百万年过去，它的骨骸蒙上了厚厚一层沉积物。大海渐渐消退，从前的海床变成了沙漠，风霜慢慢刨去骨头上面的砂岩和页岩。渐渐地，世界变了。地壳的变动把印度推入亚洲的版图，挤出了喜马拉雅山脉。在非洲，人类的始祖头一次只靠后腿站起来走路了。法老王建造了金字塔。罗马盛极一时又灭亡。与此同时，风继续耐心地挖掘。终于有一天，菲利普·金格里奇出场，来完成这件杰作。
# h3 z3 ?. f4 Q0 {, w4 z$ t' A                  去年11月的一天，日落的时候，密歇根大学的古脊椎生物学家金格里奇，在一片叫做“鲸之谷”的埃及沙漠里，伸开手脚躺在巨兽“龙王鲸”的脊柱旁边。他身旁的沙地里散落着鲨鱼牙齿、海胆刺、巨型鲶鱼的化石。“我跟这些水底生物待了这么长时间，没过多久，我就觉得自己生活在他们的世界里了。”他一边说，一边用刷子戳着一段粗大的脊骨。“我张望这片沙漠的时候，眼里映出的是海洋。”金格里奇正在寻找巨鲸骨骼的一处关键部位，他抓紧时间赶工。天色正暗下来，他必须在同事们感到担心之前赶回营地。“鲸之谷”是个美丽的地方，可也很危险。就在这些史前海怪骨头的周围，金格里奇还发现了一些倒霉人类的遗骸。
4 v5 R& g8 P( R) X, ?" L                  他顺着脊柱挪向它的末端，用刷子柄试探着每一截椎骨。之后他停下来，放下工具。“最大的宝贝就在这儿了。”他说。他用指头灵巧地清掉了沙子，露出一根不过20厘米的细长骨头。“鲸的腿可不是轻易能看得到的。”他用双手虔诚地捧起了这根骨头。
8 X3 S, k3 I8 W2 U/ O& Z7 |3 e: q. l                  龙王鲸确实是一种鲸，但它有两条跟三岁小女孩儿的腿差不多尺寸的小巧后腿，从腹侧伸出。这可爱的小肢拥有完美的构造，但却一点用处也没有(至少对走路而言)，要理解适应性超强的游泳健将现代鲸，怎样从一度四肢行走的陆生哺乳动物转化而来，这两条腿是关键的线索。金格里奇职业生涯的大部分时间都用来解释这一转变——可以说是动物界最深奥的一次转变。他在此过程中指出，从前神创论者用鲸作为反驳进化论的最强武器，可现在鲸倒有可能成为进化论的最佳证据。
                  “像这样完整的龙王鲸样本，有着罗塞塔石碑般的启示意义，”在驱车返回营地的路上，金格里奇告诉我，“跟零碎的遗骸比起来，它们能对这种动物的生活方式提供多得多的资料。”
                  事实上，鲸之谷里到处都是这种“罗塞塔石碑”。过去27年，金格里奇和同事们已经在这里找到了上千具鲸骸，留待发现的就更多了。我们开回营地，金格里奇的几名队员也正从自己负责的考察现场回来。我们就着烤羊肉、蚕豆汤和大饼的晚餐讨论起他们的收获来。穆罕默德·萨迈赫是鲸之谷保护区的管理员队长，一直在东面更远的区域勘探，并报告了几处新的骨骸堆——破解自然进化史大疑团的新线索。约旦博士后伊亚德·扎尔穆特和研究生莱恩·贝贝伊则在一处悬崖边上发掘一只古鲸的吻部。“我们认为其他的身体部分就埋在下面。”扎尔穆特说。
  e+ S7 }4 L( y; R4 c: D                  鲸和其他所有陆生动物的共同祖先是一种状如蜥蜴的扁头四足动物，在约3.6亿年前从海中拖着身体来到泥泞的岸边。它的后裔逐渐改善了自己的原始肺部机能，鳍变成了腿，又粗枝大叶地调整了下颚关节，以听取空气里而不是水里的声音。事实证明，哺乳动物是所有陆生动物中最成功的种类之一，到6000万年前它们已统治了地球。鲸属于极少数来了个进化大掉头的哺乳动物，它把适应陆地生活的身体又做了翻新，使之能在水下感知、进食、行动和交配。
                  这一巨大的转型是怎样完成的，就连最优秀的科学家都曾摸不着头脑。查尔斯·达尔文意识到，这个难题是他的自然选择理论面临的最大挑战之一，于是，他在《物种起源》的第一版中便试图对鲸的来历做出解释。他指出，早就有人注意到，黑熊能张着嘴巴在湖面游好几个小时，吞食水上的浮游昆虫。“我认为，如果有一种熊，在自然选择的作用下，身体构造和习性越来越往水生方向转变，嘴也越变越大，这种转变应该没什么困难。”然后达尔文做出结论，“长此以往，它便能变成像鲸一样的庞然巨兽。”然而，这样的图景却引来一片响亮而欢快的嘲讽之声，达尔文不得不在后继的版本中删除了这部分文字。
                过了差不多100年，20世纪杰出的古生物学家乔治·盖洛德·辛普森，还是没能在他那棵其他环节都井然有序的哺乳动物进化树上给鲸类找个合理的位置。“总的来说，鲸是最奇特、最脱离常轨的哺乳动物了，”他恼恨地说，“在‘自然阶梯’里没有合适的位置。你可以把它们想象成从相邻的任何动物门类朝不同维度延伸出去的结果。”
                  反进化论者认为，既然科学解释不了鲸的转变历程，那么，这种转变说不定根本就没发生过。他们论述道，开始适应水中生活的陆生动物，很快就会变成外形不伦不类的东西；倘若鲸类确然曾经历过这一巨大的转变，那么能证明该过程的化石在哪里？“鲸和陆生哺乳动物的解剖学差异是如此之大，所以，在鲸出现之前，必然曾有无数的过渡物种在远古的海洋里游弋。”1989年首次出版的通俗神创论教科书《熊猫与人类》的作者写道，“可到目前为止都还没有找到过这些过渡形式。”
) g1 g& N4 i8 B: m                  20世纪70年代中期，菲利普·金格里奇无意中接下了这桩挑战。在耶鲁大学获得博士学位后，他先到怀俄明州的克拉克斯河流域进行挖掘考察，那里记录着哺乳动物在始新世初期——即恐龙灭绝1000万年后——的飞速兴起。1975 年，他为了跟踪哺乳动物自亚洲到北美的迁徙途径，到巴基斯坦的旁遮普省及西北边境省(现名开伯尔-普赫图赫瓦省)对中始新世的岩层进行考察。他失望地发现，自己选择的目标——5000万年前的沉积带并不是干燥的陆地，而是古地中海东边缘的海床。1977年，他的研究小组发现了一些盆骨，大家开玩笑把它们归为“走路鲸”——这是个荒唐的概念。那时候已知最好的鲸类化石被认为是跟现代鲸相似：有着成熟的水下听觉机制，强有力的尾巴和宽阔的尾叶，体外没有后肢。
- b: I6 y- v. y: s( ?# h                  时间来到1979年，在巴基斯坦的一名科考队员找到了一颗头骨，大小跟狼差不多。但跟狼头完全不一样的是，顶部和两侧的骨头呈帆型，以稳固强健的下巴和颈部肌肉。更奇怪的是，它的脑容量比一颗核桃大不了多少。那个月，金格里奇又在印度的勒克瑙和加尔各答的博物馆偶然看到一些古鲸标本。“那时，我开始明白那小脑壳究竟是怎么回事了，因为早期的鲸头骨大，脑髓却相对较小，”金格里奇回忆说，“我开始猜想这种没多少脑子的生物是一种非常早期的鲸。”
                  等金格里奇回到密歇根大学的实验室，把头骨从坚硬的红石头里剥了出来，他发现头骨基座的位置有一枚葡萄大小的硬实骨块，这叫“听泡”，上面还有S型的骨冠，这是鲸的两大解剖特征，是用来帮它们在水下听声音的。可是，这颗头骨上缺少现代鲸水下定向听觉的其他几种适应特征。他的结论是，头骨的原主大概是半水生的，花大量时间待在浅水里，但要回到陆地上栖息和繁殖。
9 |9 U7 g5 O$ i                  发现这种已知最原始的鲸(金格里奇叫它“巴基鲸”)之后，他开始用一种全新的眼光看待鲸。“我开始越来越多地思考鲸类完成的巨大环境转型，”他回忆道，“这种动物一开始是陆生，后来却脱离了地面。从那时起，我便着迷地搜寻着鲸从陆地回到海洋这一大飞跃中的各种形态了。我想把它们全找出来。”
                  80年代，金格里奇把注意力转向了鲸之谷。他跟同为古生物学家的妻子B ·霍利·史密斯，还有密歇根的同事威廉·桑德斯一起，开始在比发掘出巴基鲸的海床年轻1000多万年的岩层里寻找鲸类遗骸。后来三人挖掘到了完全水生的龙王鲸，还有个头较小、5米来长的矛齿鲸的部分骨骸。这些鲸种有着硕大的密实听泡和其他水下听觉适应特征，有流线型的长长身躯，拉长的脊柱，还有能大力纵向划水，推动身体在水下前进的强壮尾巴。鲸之谷里到处都是它们的骨骸。“在鲸之谷没待多久，就觉得自己到处都能看到鲸，”史密斯说，“再过一阵子，会意识到真是这样。我们很快就明白，要把所有鲸化石都收集起来是不可能的，所以我们开始把它们在地图上的位置标注出来，只挖掘最有研究价值的样本。”
                  直到1989年，研究小组才几乎是歪打正着地发现了鲸与其陆生祖先之间的联系。考察快结束的时候，金格里奇正在研究一副龙王鲸的骨架，他找到了已知的第一枚鲸类膝盖骨，与之相连的腿骨位置比他预想的更接近脊柱尾端。这下他们知道到哪里去找腿了，便把以前标注过位置的化石遗址全部重新探查了一遍，很快找到了一根大腿骨、一块胫骨和腓骨，以及构成脚和脚踝的一簇骨块。最后一天，史密斯发现了一副完整纤细的脚趾，约2.5厘米长。看到这些小小的骨头，令她热泪盈眶。“知道这些体型巨大、完全水生的动物仍然有着功能性的腿、脚和脚趾，意识到这对鲸的进化意味着什么，真让人情不自禁。”她回忆说。
                  尽管这样的腿不能在陆地上支撑龙王鲸的体重，但尚未完全退化。它们表面附有强健的肌肉，还有运作自如的踝关节，膝盖部位也有复杂的锁定机制。金格里奇推测，它们或许是在交配期间起刺激或导向作用的。“龙王鲸的身体像蛇一样，长长的，下半身离脑袋太远，要控制那儿的动作肯定很困难。”他说。
2 V5 m6 k% z: h+ |7 Y: F  x                  不管龙王鲸的小短腿到底是干嘛用的，它们证实了鲸的祖先的确曾经在陆地上行走过、小跑过、疾驰过。但这些祖先的身份仍不明朗。古鲸的某些骨骼特征，尤其是它们庞大的三角颊牙，跟中爪兽(始新世的一种有蹄食肉动物)很像。20世纪50年代，免疫学家发现鲸血液里的特征，显示它属于偶蹄目的一支后裔。偶蹄目包括猪、鹿及其他蹄子为偶数的哺乳动物。到了90年代，分子生物学家研究了鲸类动物的遗传密码，他们的结论是：与鲸亲缘最近的现存动物正是有蹄动物中的一种 ——河马。
4 I# G9 O" [7 v: u, X                  与其在现存动物间进行分子结构比较，金格里奇和其他许多古生物学家更信任骨骼化石这实实在在的证据。他们相信鲸是中爪兽的后裔，但为了检验这一理论，金格里奇需要找到一块特定的骨头。踝骨是偶蹄类动物骨骼的最突出特征，因为它呈异常的双滑轮形，骨头的顶部和底部都有轮廓分明的凹槽，就像拉绳子用的滑轮上的凹槽一样。较之其他四足动物的单滑轮形状，偶蹄类动物靠着双滑轮形的踝骨具备了更好的跳跃力和灵活性。(当然，现在的鲸没什么参考价值，因为它们根本就没有踝骨。)
                  撰文：汤姆 ·穆勒TomMueller
                  摄影：理查德 ·巴恩斯RichardBarnes
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