鯊魚專家談論鎚頭鯊進化出獨特頭部背後的離奇原因
鎚頭鯊(雙髻鯊)是長相奇特的鯊魚。它們看起來就像有人抓住了它們頭骨的眼窩,然後把它們的頭向兩邊拉伸,而它們身體的其他部分看起來就像正常的鯊魚一樣。你可能會問–錘形頭部有什麼好處?雙髻鯊最初又是怎麼變成這樣的呢?我是一名研究鯊魚近30 年的科學家。其中一些問題的答案連我自己都感到驚訝。 雙髻鯊擁有非凡的視野。它們的眼睛位於錘形頭部的寬邊,位置獨特,幾乎可以360 度觀察。這種位置使它們能夠輕鬆地看到上方和下方,在發現獵物和捕食者方面具有顯著優勢。長出錘子頭的好處科學家認為,頭部呈現錘狀的鯊魚有三大優勢。首先是視力。如果眼睛朝向兩個相反的方向,那麼視野毫無疑問就會更開闊。每隻眼睛都能看到世界的不同部分,這樣就能更好地感知周遭的事物。但也有缺點,視覺上將很難辨別事物的遠近。為了彌補這一不足,雙髻鯊在”錘子”的底部散佈著一種特殊的感知器官,叫做”洛倫茲尼壺腹”(ampullae of Lorenzini)。這些孔狀器官可以偵測到電流。如果您仔細觀察這條雙髻鯊(S. mokarran),您可以看到它的鎚頭底部的感知孔。 這些毛孔就像金屬探測器一樣,可以感知和定位埋藏在海底沙子下的獵物。普通鯊魚也有這些感覺器官,但雙髻鯊有更多。在雙髻鯊伸展的頭部,這些感官之間的距離越遠,它們對食物位置的定位就越準確。最後,科學家認為鎚頭有助於鯊魚在游泳時更快轉彎。如果你曾經撐著傘在狂風中行走或搭乘過飛機,你就會知道大表面在運動時會有多麼有助於借力。如果你是一條雙髻鯊,而你的晚餐正快速地遊過,你就可以比其他魚類更快地轉身捕捉它。雙髻鯊家譜如果像我這樣的科學家可以透過化石來追蹤雙髻鯊的發展歷程,那該有多好。不幸的是,雙髻鯊的化石幾乎全是它們的牙齒。這是因為鯊魚的身體沒有骨頭。相反,它們是由軟骨構成的,耳朵和鼻子也是由軟骨構成的。軟骨比牙齒或骨頭分解得更快,所以很少演變成化石。而牙齒化石並不能說明雙髻鯊頭骨的演化過程。今天,有九種不同的雙髻鯊在海洋中游弋。它們的體型和頭部形狀各不相同。有些雙髻鯊的頭部相對於身體非常寬。其中包括丁字雙髻鯊(E. blochii)、大雙髻鯊(S. mokarran)、平滑雙髻鯊(S. zygaena)、扇形雙髻鯊(S. lewini)和卡羅萊納雙髻鯊(S . gilberti)。最窄的錘子屬於窄頭雙髻鯊(S. tiburo)。其他鯊魚的錘子相對於它們的身體較小,包括窄頭雙髻鯊(S. tiburo)、短吻雙髻鯊(S. media)、小眼雙髻鯊(S. tudes)和長吻雙髻鯊(S. corona)。科學家長期以來一直認為,最初的雙髻鯊並沒有太大的錘子,但隨著時間的推移,一些雙髻鯊慢慢進化了更大的錘子。我們認為,今天生活著的不同雙髻鯊是進化過程中不同時期的快照–小型雙髻鯊是家族樹上最古老的物種,而巨大的雙髻鯊則是最新出現的物種。由於我們沒有化石可看,像我這樣的科學家利用DNA 來探索了這個想法。DNA 是存在於細胞中的遺傳物質,它攜帶著關於生物外觀和功能的訊息。它也可以用來研究生物之間的關係。雙髻鯊是出色的航海家。研究人員認為,雙髻鯊頭部的形狀可以增強它們探測地球磁場的能力,從而幫助它們在海洋中航行。這種方向感對於它們長途遷徙尋找食物和繁殖地至關重要。我們從九種雙髻鯊中的八種提取了DNA,並用它來研究它們之間的關係。結果與我們的預期完全不同。年長的物種鎚頭比例較大,而年輕的物種鎚頭較小。當科學家思考演化問題時,我們通常認為生物每次都會發生一點變化,慢慢地對自己進行微調,以便更好地適應環境。這個過程稱為自然選擇。但事實並非總是如此,鎚頭鯊的進化就說明了這一點。左邊是鎚頭鯊的預期演化,假設頭部形狀逐漸改變。右圖是根據DNA 序列資料觀察到的演化變化模式。圖片來源:Gavin Naylor, CC BY-ND有時,一種動物天生就有基因缺陷,而這種缺陷卻對其生存非常有用。只要這種異常是可以存活的,而且動物能夠交配,這種性狀就能遺傳。我們認為雙髻鯊的情況正是如此。最早分支出來的雙髻鯊物種是丁字雙髻鯊(E. blochii),它擁有最寬的頭。隨著時間的推移,自然選擇實際上縮小了鎚頭的尺寸。最新的雙髻鯊物種是窄頭雙髻鯊(S. tiburo),它擁有最小的雙髻。作者:加文-內勒(Gavin Naylor),佛羅裡達大學佛羅裡達鯊魚研究計畫主任。編譯來源:ScitechDaily