鲨鱼专家谈锤头鲨进化出独特头部背后的离奇原因

锤头鲨（双髻鲨）是长相奇特的鲨鱼。它们看起来就像有人抓住了它们头骨的眼窝，然后把它们的头向两边拉伸，而它们身体的其他部分看起来就像正常的鲨鱼一样。你可能会问--锤形头部有什么好处？双髻鲨最初又是怎么变成这样的呢？我是一名研究鲨鱼近 30 年的科学家。其中一些问题的答案连我自己都感到惊讶。

双髻鲨拥有非凡的视野。它们的眼睛位于锤形头部的宽边，位置独特，几乎可以 360 度全方位观察。这种位置使它们能够轻松地看到上方和下方，在发现猎物和捕食者方面具有显著优势。

长出锤子头的好处

科学家认为，头部呈锤状的鲨鱼有三大优势。

首先是视力。如果眼睛朝向两个相反的方向，那么视野毫无疑问就会更开阔。每只眼睛都能看到世界的不同部分，这样就能更好地感知周围的事物。但是也有缺点，视觉上将很难辨别事物的远近。

为了弥补这一不足，双髻鲨在"锤子"的底部散布着一种特殊的感知器官，叫做"洛伦兹尼壶腹"（ampullae of Lorenzini）。这些孔状器官可以探测到电流。

如果您仔细观察这条双髻鲨（S. mokarran），就可以看到它的锤头底部的感知孔。

这些毛孔就像金属探测器一样，可以感知和定位埋藏在海底沙子下的猎物。普通鲨鱼也有这些感觉器官，但双髻鲨有更多。在双髻鲨伸展的头部，这些感觉器官之间的距离越远，它们对食物位置的定位就越准确。

最后，科学家认为锤头有助于鲨鱼在游泳时更快地转弯。如果你曾撑着伞在狂风中行走或乘坐过飞机，你就会知道大表面在运动时会有多么有助于借力。如果你是一条双髻鲨，而你的晚餐正快速游过，你就可以比其他鱼类更快地转身捕捉它。

双髻鲨家谱

如果像我这样的科学家可以通过化石来追踪双髻鲨的发展历程，那该有多好。不幸的是，双髻鲨的化石几乎全是它们的牙齿。这是因为鲨鱼的身体没有骨头。相反，它们是由软骨构成的，耳朵和鼻子也是由软骨构成的。软骨比牙齿或骨头分解得更快，所以很少演变成化石。而且牙齿化石并不能说明双髻鲨头骨的进化过程。

今天，有九种不同的双髻鲨在海洋中游弋。它们的体型和头部形状各不相同。有些双髻鲨的头部相对于身体非常宽。其中包括丁字双髻鲨（E. blochii）、大双髻鲨（S. mokarran）、平滑双髻鲨（S. zygaena）、扇形双髻鲨（S. lewini）和卡罗莱纳双髻鲨（S. gilberti）。

最窄的锤子属于窄头双髻鲨（S. tiburo）。

其他鲨鱼的锤子相对于它们的身体较小，包括窄头双髻鲨（S. tiburo）、短吻双髻鲨（S. media）、小眼双髻鲨（S. tudes）和长吻双髻鲨（S. corona）。

科学家长期以来一直认为，最初的双髻鲨并没有太大的锤子，但随着时间的推移，一些双髻鲨慢慢进化出了更大的锤子。我们认为，今天生活着的不同双髻鲨是进化过程中不同时期的快照--小型双髻鲨是家族树上最古老的物种，而巨大的双髻鲨则是最新出现的物种。

由于我们没有化石可看，像我这样的科学家利用 DNA 探索了这一想法。DNA 是存在于细胞中的遗传物质，它携带着关于生物外观和功能的信息。它还可以用来研究生物之间的关系。

双髻鲨是出色的航海家。研究人员认为，双髻鲨头部的形状可以增强它们探测地球磁场的能力，从而帮助它们在海洋中航行。这种方向感对于它们长途迁徙寻找食物和繁殖地至关重要。

我们从九种双髻鲨中的八种提取了 DNA，并用它来研究它们之间的关系。结果与我们的预期完全不同。年长的物种锤头比例较大，而年轻的物种锤头较小。

当科学家们思考进化问题时，我们通常认为生物每次都会发生一点点变化，慢慢地对自身进行微调，以更好地适应环境。这个过程被称为自然选择。但事实并非总是如此，锤头鲨的进化就说明了这一点。

左边是锤头鲨的预期进化，假定头部形状逐渐改变。右图是根据 DNA 序列数据观察到的进化变化模式。图片来源：Gavin Naylor, CC BY-ND

有时，一种动物生来就有基因缺陷，而这种缺陷却对其生存非常有用。只要这种异常是可以存活的，而且动物能够交配，这种性状就能遗传下去。我们认为双髻鲨的情况正是如此。

最早分支出来的双髻鲨物种是丁字双髻鲨（E. blochii），它拥有最宽的头部。随着时间的推移，自然选择实际上缩小了锤头的尺寸。最新的双髻鲨物种是窄头双髻鲨（S. tiburo），它拥有最小的双髻。

作者：加文-内勒（Gavin Naylor），佛罗里达大学佛罗里达鲨鱼研究项目主任。

编译来源：ScitechDaily