吃魚還是吃鯨魚?揭開虎鯨與偽虎鯨捕食行為的演化謎題

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2022 年一篇刊載於《Current Biology》的研究文章,介紹一個來自希臘羅德島的更新世新屬新種偽虎鯨類化石紀錄:Rododelphis stamatiadisi 。化石標本保存相當完整,還保留了 Rododelphis stamatiadisi 的最後一餐證據,加上化石牙齒的形態證實該化石是以魚類為食的早期偽虎鯨類,與現在的偽虎鯨的食性截然不同!不僅如此,作者更進一步比對另一件虎鯨類化石、現生的虎鯨與偽虎鯨標本,進行形質與親緣關係分析,推敲出現在的虎鯨與偽虎鯨會捕食哺乳類(其他鯨豚)的特殊食性,其實是很近代才演化出來的行為。

撰文|孫正涵

圖1:Rododelphis stamatiadisi 覓食魚類的古生物復原圖|來源:X (Twitter):@NYITAnatomy

 

非常迷人的有牙齒鯨魚類

先前介紹北半球最古老的鬚鯨 Fucaia humilis(謙遜福卡鯨)的最新研究發現時[延伸閱讀],初步介紹鯨豚(Cetacea)這一大類群包含鬚鯨類(Mysticeti)、齒鯨類(Odontoceti)以及古鯨類(Archaeoceti)三個分類群,泛指有鯨須的鯨魚們、有牙齒的鯨魚們和鯨豚演化中相對古老的鯨魚們。

現生齒鯨目前包含抹香鯨科(Physeteridae)、小抹香鯨科(Kogiidae)、喙鯨科(Ziphiidae)、一角鯨科(Monodontidae)、鼠海豚科(Phocoenidae)、海豚科(Delphinidae)與河豚類(不是生氣會膨脹的河豚)等非常高度多樣性的類群,不僅如此,彼此的形態結構也差異相當大,非常有趣的一大類群。當然齒鯨也有包含非常多的已滅絕類群,這次先不逐一介紹。而這次的主角就是海豚科的成員之一,與虎鯨、偽虎鯨有關的化石海豚物種!(註:虎鯨、偽虎鯨雖然名稱裡有鯨,他們其實也是海豚科的成員,所以,稱虎鯨是一種大海豚也不是不行~)

現生的虎鯨(Orcinus orca)和偽虎鯨(Pseudorca crassidens)是唯二會吃哺乳類的海豚,除了魚類之外,前者可以捕食體型不小的鬚鯨、後者則會捕食其他小型海豚(沒錯,他們會吃自己人)。一直以來,科學家們對於他們的特殊的食性與演化感到非常好奇,也曾有科學家透過現生物種的 DNA 分子研究嘗試回推虎鯨和偽虎鯨的特殊食性可能是獨立演化出來,但是,都還沒有發現直接的證據去瞭解到底是怎麼一回事。

 

解開謎底的關鍵:遠古偽虎鯨類的化石紀錄!

2022 年,一篇發表在《Current Biology》期刊的研究,描述一個在希臘羅德島(Rhodes)所發現的更新世(Pleistocene)偽虎鯨類化石紀錄,地質年代約 130 萬~150 萬年前左右,告訴我們現在的虎鯨和偽虎鯨會吃其他鯨豚的食性,其實很有可能是最近才演化出來的。(化石就是滅絕動物最直接的證據以及嘗試瞭解演化秘辛的寶物。)

這件化石保存得相當完整!包含近乎完整的頭顱、耳骨、部分的下顎骨、牙齒、舌骨、胸骨、脊椎以及肋骨等(圖 2),頭骨保有海豚科特有的特徵,在眾多海豚科的物種中,頭骨尺寸與牙齒形態又跟偽虎鯨這一類群更為接近,以及這件化石本身的特殊的形態細節,例如:與偽虎鯨相較之下,頭頂點處可看出化石頭骨上的鼻骨(nasal)高於額骨(frontal)的位置,以及更多形態上的差異,被命名為一個新屬新種—— Rododelphis stamatiadisi

這件化石海豚的屬名包含兩個字,“Ródos” 是化石發現地羅德島的拉丁文,以及海豚的拉丁文 “delphis” ,種小名則是紀念化石採集者 Polychronis E. Stamatiadis。中文可稱之史丹馬提亞德斯·羅德海豚(中文名的讀音是命名直翻可能不太好唸出來,還是直接唸學名吧!)

圖2:Rododelphis stamatiadisi 的正模式標本(標本編號 MMPS 544,圖中號碼 A~S 的標本)右下角 T 為現生偽虎鯨的頭骨對照,不同顏色的色塊為不同骨頭的形態示意|來源:參考文獻1

另外,本篇研究作者透過不同的顏色來表示不同骨頭的位置示意並與現生偽虎鯨做對照(圖 2),大家也可以試圖觀察、比對每一塊骨頭的形態差異(像是圖片中 B 的側面標本照,可以觀察到上述提到的化石的特有形態,頭頂點處可看出標本的鼻骨(nasal)位置高於額骨(frontal)的特徵)。

 

虎鯨與偽虎鯨特殊食性的演化之謎

有趣的是,這件化石標本竟還發現藍鱈(Micromesistius poutassou)的耳石(otoliths)化石也包埋在圍岩裡頭,這代表他所吃的最後一餐,也直接代表他的食性是有魚類的。不僅如此,作者也針對化石的牙齒形態,做進一步的食性分析,發現化石牙齒的形態細而尖,代表他的確是以魚類為主,而不適合捕食哺乳類(捕食哺乳類的牙齒形態相較之下是更粗壯的,如此得以撕下獵物的肉)。獵物藍鱈的耳石以及自身牙齒的形態都明顯表示這個偽虎鯨類化石是吃魚的,跟現在的偽虎鯨完全不同!

而更有趣的來了,作者也進一步將本篇研究的化石比對目前找到唯一的化石虎鯨(Orcinus citoniensis)以及現生的虎鯨、偽虎鯨的體型、體重、牙齒形態等,試圖瞭解食性差異與演化的關係,結果發現早期的虎鯨也是吃魚的,跟現在的虎鯨也完全不同!作者也表示這樣的食性差異代表著,現在的虎鯨和偽虎鯨除了魚類之外還會捕食哺乳類的特殊食性,其實是更新世時才在兩個類群中一起演化出來的。

圖3:頭骨標本與食性差異示意圖。包含本篇主角化石海豚Rododelphis stamatiadisi 與化石虎鯨(Orcinus citoniensis)以及現生的虎鯨(Orcinus orca)和偽虎鯨(Pseudorca crassidens)的頭骨對照|來源:參考文獻1

此外,作者也將此研究成果進一步探討一個鯨豚演化的大哉問,就是鬚鯨類在演化上的巨大化,其中有一個假說是與捕食壓力有關,意即那些會吃鬚鯨的類群們(例如現在的虎鯨、偽虎鯨)可能是促使鬚鯨演化過程越來越大隻的原因之一。

不過,本篇研究發現虎鯨、偽虎鯨類的祖先不吃哺乳類呀!這代表著演化上,虎鯨與偽虎鯨的祖先跟早期鬚鯨的巨大化可能沒有什麼關係。當然還需要更多的化石發現與研究成果才能更完善回答這個大哉問,不過,目前這個研究成果還是讓人感到相當興奮!

 


參考文獻

  1. Bianucci, G., Geisler, J. H., Citron, S., and Collareta, A. 2022. The origins of the killer whale ecomorph. Current Biology32(8), 1843-1851.

 


✨延伸閱讀:《北半球最古老的鬚鯨!

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