为什么鲨鱼现在不会进化了(远古鲨鱼是如何进化的)
回到3.7亿年前的泥盆纪时期的海洋里,一大群怪异的远古海洋生物在珊瑚丛的阴影中自在地游弋:长鼻肺鱼、螺旋菊石……但是,最令人惊讶的可能还是大家所熟知的生物——鲨鱼。1~2米长的纺锤状身体,排列复杂的尖锐牙齿,就像现代鲨鱼一样,远古鲨鱼同样让人感到震颤。
化石和其他证据表明,从鲨鱼最初出现在地球上以来,它们总体上以变化很小的进化方式生存至今,这足以证明鲨鱼的身体构造十分受用,能有效地把握进化方向,达到长期的适应性。最近一项非常精确的研究证明:一些种类的鲨鱼,包括它们的远古祖先,能随时改变牙齿的状况以适应食物的变化。
绝大多数人对鲨鱼最直接、最鲜明的印象是,它如校车般长的身躯和令人生畏的血盆大口——在那些无望的海底动物被其一口咬住之前,鲨鱼满口的尖锐牙齿早已令它们胆寒。其实,绝大多数鲨鱼,无论是能迅速咬住一条金枪鱼的灰鲭鲨,
还是喜欢躲在一旁偷偷摸摸搞突然袭击的沙虎鲨,
它们的措食行为都不值得炫耀。海洋软骨类鱼在取食时往往会选择一些容易抓到的猎物,比如易碎的海星、螃蟹和海胆。因此,海洋动物的食性可以通过它们的牙齿来进行推断:三角形的牙齿非常适用于咬切和大力撕扯,鲨鱼的牙齿就属于这种类型,因此它能吞食比自己的头还要大的食物;像长钉一样排列的牙齿适合于捕捉滑溜溜的鱼类;而光洁紧密的牙齿则适合于碾磨食物。
生活在印度洋一太平洋海域的白斑点竹鲨,
是当地的小型土著鲨鱼,在许多水族馆里都能看到它们的身影,因为它们比较容易喂养和繁殖。海洋生物学家柯瑞尔A·D·维嘉就拥有这样一群鲨鱼,用来研究鲨鱼的猎食行为和游泳技巧。
一天,动物研究生罗曼斯在喂食时,没像往常那样给白斑点竹鲨投食像乌贼、鱼一样的软体食品,取而代之的是给了鲨鱼一些英格兰螃蟹。令他吃惊的是,鲨鱼们不仅一拥而上,好像非常喜欢这些可以换换口味的小点心,而且嘴里还不时吐出一些螃蟹壳。这让罗曼斯有点吃惊,他意识到,鲨鱼并不如他原本想象的那样,一古脑儿地将螃蟹囫囵吞下,而是将它们弄碎后再食用。
在自然界,白斑点竹鲨的食性非常广泛,包括各种小型鱼类和海洋无脊椎动物如虾、螃蟹等。令人称奇的是,白斑点竹鲨的牙齿在面对不同的食物时就变成了一个“多面手”:尖锐细小而又十分完美的牙齿能一口咬住猎物,并借助于头部的猛烈甩动将猎物撕成碎块。但是,尖锐的牙齿更适宜叮咬猎物,那么,当白斑点竹鲨在咬食一些有着良好保护的披甲类动物时,它们又是如何避免牙齿受到冲击的呢?
借助高速摄像机的帮助以及解剖实验,罗曼斯终于破解了白斑点竹鲨牙齿的秘密——牙齿角度的灵活改变。鲨鱼爱好者都知道,鲨鱼一般都长有几排牙齿,镶嵌在鲨鱼腭部弹性非常好的韧带组织里。这些韧带组织就像一条传输带,当前面的牙齿老化、脱落时,能将后排的牙齿输送到前排。通常,最前排的牙齿担负着撕咬和碾压猎物的作用,这时后排的牙齿呆在原地,一点也不碍事,直到被输送到前排才发挥自己的功能。这样,鲨鱼的牙齿就处在不断更新和替换之中。
罗曼斯还发现,富有弹性的牙床韧带能确保白斑点竹鲨鱼的牙齿改变方向,以适应猎物的坚硬的部分,如外壳和骨胳。也就是说,白斑点竹鲨的牙齿具有双重功效:当遇到柔软的猎物时,牙齿的尖端部分刺人并牢牢地抓住猎物,再借助头部的剧烈摆动将猎物撕成两半;而当遇到坚硬的猎物时,牙齿的尖端部分并不刺入猎物体内,取而代之的是,牙尖折向口腔内,让牙齿的边缘接触猎物的硬壳,就像将一块金属片搁在坚硬的表面上,平直的牙齿面更适合完成压碎硬壳的工作。有意思的是,白斑点竹鲨的牙齿的这种完美系统无须经过特殊控制,猎物的硬度就决定了牙齿呈叮咬状态还是碾压状态。
白斑点竹鲨的牙齿让人想起了它的另一位远古亲戚,这种只能从化石中一睹其风采的远古鲨鱼也拥有一副令人生畏的牙齿。
也许,牙齿的完善就是鲨鱼奉行的最古老、最普遍的进化策略——大白鲨虽然不拥有能移动转向的牙齿,但它静态的利牙同样可以毫不费力地咬断冲浪板,而沙虎鲨咬穿坚硬的海龟壳就像链锯切割松树一样轻而易举。
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