現存的灰鯨(Eschrichtius robustus)形態和行為都和其它現存的須鯨類有明顯的不同 , 從分子學及形態學顯示灰鯨科和須鯨科(Balaenopteridae)有較密切的關係。盡管灰鯨(Eschrichtius robustus)現在僅隻局限於北太平洋 , 但是過去牠們曾分布在大西洋直至17世紀才消失。灰鯨屬(Eschrichtius)的化石記錄包括南加利褔亞更新世中期地層發現的化石(可能是現存的灰鯨)及日本北海道晚上新世或早更新世的灰鯨屬未定種(Eschrichtius sp)。其它灰鯨科化石記錄包括南加利褔亞上新世中期至晚期地層(450萬年前至250萬年前)發現的灰鯨科不定種(Eschrichtiidae n. gen. et sp) , 北意大利早上新世地層(530萬年前至350萬年前)發現的加斯達似灰鯨(Eschrichtioides gastaldii) , 比利時早上新世(450萬年前)發現的粗狀擬座頭鯨[Megapteropsis robusta(Megaptera affinis)] , 粗狀擬座頭鯨[Megapteropsis robusta(Megaptera affinis)]僅隻有下頜化石發現 , 根據推測粗狀擬座頭鯨[Megapteropsis robusta(Megaptera affinis)]全長約16-17米。

在意大利南部晚中新世地層(1000萬年前至750萬年前)發現了可能是最古老的灰鯨科屬種魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)的化石 , 魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)僅隻有下頜骨化石發現 , 牠的下頜齒骨總長(直長)為940mm , 由於形態獨特可能並不屬於灰鯨科。魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)有較長的後冠狀脊且向後邊及居中地延伸 , 後冠狀脊在加斯達似灰鯨(Eschrichtioides gastaldii)已退化 , 在現存的灰鯨則完全不見後冠狀脊 , 不過魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)下頜骨和現存的灰鯨非常相似 。魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)具有灰鯨科最原始的特征 ,牠有高度發育的後冠狀骨溝顯示灰鯨科的先祖最初是以間斷形式張開大口吞咽的濾食者 , 在早中新世的新須鯨類(Cetotheres)和須鯨科都有較高的冠狀突 , 但是晚中新世及上新世的新須鯨類(Cetotheres)比如哈柏須鯨屬(Herpetocetus)可能有退化的冠狀突及較長的角狀突 , 冠狀突的退化意味著和現存灰鯨以間斷的吸吮形式進食有關 , 這種進食方式可能在上新世的加斯達似灰鯨(Eschrichtioides gastaldii)已完全發展。由於魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)具有後冠狀脊和骨溝 , 因此現存的灰鯨那種間斷性吸吮進食方式的起源被認為是和頜骨結構上的改變有關 ,這點在中新世早期及中期的新須鯨類中可看出頜骨的改變。

地中海盆地晚中新世地層發現的魯氏弓灰鯨(Archaeschrichtius ruggieroi)支持灰鯨科的起源中心正是地中海 , 灰鯨科在晚中新世及晚早上新世生活在地中海 , 以後灰鯨科莖層成員可能隨著北赤道海流向西部擴散進入北太平洋並產生至少兩個世係 , 其中一個就是灰鯨屬(Eschrichtius) , 現存的灰鯨(Eschrichtius robustus)可能在北太平洋演化並在更新世時期通過北冰洋返回北大西洋 , 直至17世紀這批大西洋灰鯨才完全滅絕。

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編輯：劉琮瀅