下海5000多万年，完全适应海洋环境，鲸鱼为何还没有进化出鳃？

大约在6500万年前，一颗小行星袭击了地球，统治地球1.6亿年的恐龙正式退出历史舞台，而鸟类和哺乳动物开始崛起。

而随着第四纪冰期的到来（大约开始于260万年前的样子），哺乳动物彻底占据生态位，成为陆地霸主，无论在种类，数量，还是体型上都有了很大的变化。

然而，哺乳动物中有一个分支远不满足于陆地，它们把目光投向了更

加广阔的海洋，那就是鲸豚类，也就是现在鲸鱼和海豚这些。

虽然，现在靠海生存的哺乳动物有几种，它们被称为海洋哺乳动物，但是鲸豚类是最早下海，以及对海洋适应性最好的哺乳动物，

鲸鱼下海的演化最少可以追溯到5000万年前，现在的它们已经无法在陆地停留，哪怕只是短暂的，也会像鱼类一样死亡。

不过，鲸和鱼无法在陆地停留的原因是不同的。

鱼类是因为它们需要用鳃获取水中的氧气，一旦进入陆地就无法得到氧气，而鲸是用肺获取空气中的氧气，它们无法在陆地停留是因为离开海水，巨大的体型会让内脏受到严重的挤压。

那么有一个有趣的问题，既然鲸鱼在5000万年的进化中完全适应了海洋，那为什么它们没有进化出鳃，而是继续用肺呼吸呢？

图注：抹香鲸和它的骨头

鲸鱼来自陆地

毫无疑问，鲸鱼是哺乳动物，它们来自陆地，即便现在它们完全生活在海里，但它们身体的骨骼依然保留着陆地哺乳动物的原始面貌。

已知最古老的古鲸是巴基鲸或者叫巴基斯坦古鲸，从5000万年前的化石中得知，它们有四条腿，有尾巴，看起来更像狼而不是鲸鱼。

这些动物嘴巴里都是尖尖的牙齿，磨损的方式表明它们吃鱼。

图注：巴基斯坦古鲸，生活在水里的四足动物

不过有意思的是它们的眼睛位于头骨的上方——加上这一点想到了什么？

它们的生存方式可能很像现在的鳄鱼，眼睛在头骨上方的话就可以即便在水下，依然可以观察水面的情况，可以捕食来那些水边喝水的动物。

能在水下捕猎让这些古老的鲸鱼大获成功，在 49 到 4000 万年前一种被称为原鲸类的古代鲸鱼群体遍布全球水域。

图注：陆行鲸-4900万年前生活在浅海

它们的耳朵和下巴得到最大优化，适应水下听力和游泳，不过它们像现在的海豹一样会回到陆地哺乳后代。

原鲸类非常多样化，随着时间流逝，它们中的许多走向了灭绝，但是有一些更加适应了海洋，变成今天的鲸鱼和海豚。

它们的拥有背鳍，四肢被“蹼”完全覆盖，外观上和“水生水长”的鲨鱼差不多，这被称作协同进化——两个完全不相关的物种为了适应相同环境也变得相同。

可即便如此，为什么呼吸空气的本质鲸鱼一直都没有变过呢？

图注：鱼用鳃呼吸

用肺呼吸强过鳃呼吸

鱼和水好像是强关联的存在，所以我们理所当然地认为在水中的动物就应该用鳃呼吸，而不是用肺呼吸。

事实上，即便是在海洋生存，用肺呼吸也比鳃呼吸要更好，至少对于鲸鱼来说是这样的。

鳃允许动物在水下就能获取氧气，这是非常完美的适应性进化特征。但水的含氧量很低，对于海水而言也只有4.59～8.72毫米/升——差不多就是4.59‰~8.72‰之间，而这个比例在空气中是21%（大气含氧量）。

呼吸空气可以让生物能够获得数十倍的氧气，很明显用肺呼吸是更加高效的呼吸方式，而鲸鱼需要这些氧气来提高新陈代谢率，因为它们是恒温动物。

图注：抹香鲸是这样垂直睡觉的，它们吸一口气可以睡2小时

同时，这也是为什么现在的鲸鱼可以长到这么巨大，要知道最大的蓝鲸可以达到200吨，如果用鳃呼吸，想保持这么庞大身躯的温度几乎是不可能的。

用肺呼吸是它们的祖先经过数亿年的进化才得到的，鲸鱼没有抛弃肺的理由，而自然界所有生物都是高效的，有了肺它们自然不会再搞个鳃。

不过，为了能够在水中愉快地捕猎，鲸鱼确实做了许多适应性改变。

鲸鱼如何长时间在水下捕猎？

对于普通人而言，憋气1分钟估计都挺难的，但是一只抹香鲸可以在水下待2个小时，一直屏住呼吸，直到完成捕猎回归水面。

鲸鱼之所以做到这一点，其实它们改进最多的并不是自己的肺，或者说不是获取更多的氧气，而是如何存储氧气。

我们通过肺获取空气中的氧气，然后通过血液运输到全身，而血红蛋白是作为氧气的运输工具，我们憋气的时候，主要就是消耗血红蛋白中的氧气让我们保持一定时间的清醒。

不仅如此，它们血液含量也比陆地生物要高许多，人类血液的体积差不多是身体的7%左右，但是鲸鱼的血液达到10%-20%，这相当于它们氧气的存储空间更大。

氧气的另一个存储空间是肌肉中的肌红蛋白，鲸鱼肌肉中的肌红蛋白浓度比它们的陆地亲属高出 30%，这让它们能够多存储大约35% 的氧。

除了存储氧气之外，鲸鱼还很会“节约用氧”，比如它们会有意识地控制心率，并减少一些非必要器官和肌肉的血液流量。

总之很明显，鲸鱼不需要鳃，也有办法在水中活得很好，甚至是更好，这就是为什么它们现在没有鳃，而且大概率是将来也不会有鳃。