
它,就是地球上体型最大的动物,鲸!目前,位于上海自然博物馆地下二层中庭展出的是鲸家族中的巨无霸——长须鲸。
馆内展出的是长须鲸骨骼标本,长达24米、重约3吨,它是仅次于蓝鲸的世界第二大动物,也是目前国内展示的最长的长须鲸骨骼标本。
展品档案 ◐
【物种名称】
长须鲸Balaenoptera physalus
【分类】
哺乳纲-偶蹄目-鲸下目-须鲸科-须鲸属
【生存区域】
极地至热带海域
【所在展区】
上海自然博物馆地下二层中庭


标本的由来
2017年3月20日,有渔民在上海浦东老港镇附近海域发现了一头巨大的死亡鲸,体长达24米,重约40吨。获悉这一消息后,上海自然博物馆标本制作团队火速驰援,在细致的科学探究后,确定这头搁浅在滩涂边的鲸是长须鲸。
随后,工作人员耗费22天将鲸就地完成分解后运送回馆,并历时4年,最终将其制成骨骼标本。至此,该长须鲸以崭新的“生命”姿态,陪伴公众一同徜徉在科学的海洋,继续遨游。
关于它是如何在自博馆安家的,详情请戳:《将一头须鲸装进自然博物馆,需要几步?》
将时间再倒退,我们一起来从头聊一聊这件标本的制作过程,这也是物种确认的过程。

搭建完成的长须鲸骨骼标本
图片来源:新华社

标本的制作
起初,我们并不知道这头鲸的真实身份。不过,好在硕大的体型帮助科研人员快速缩小这头鲸的物种确认范围。
从体型大小来看,目前已知的海洋动物中,体长可达24米的只有须鲸科的蓝鲸和长须鲸,其他鲸体长只能达到十几米。成年长须鲸,体长可达27米,体重可达 80吨。蓝鲸是地球上有史以来最大的动物(甚至超过恐龙),成年体长可达30多米,体重可达180吨。

鲸的体型大小比较图
图片来源:http://hogei.seesaa.net
是蓝鲸还是长须鲸?此时,物种的最终确认依然存疑。
标本的制作具有重要的科学研究意义,在解剖制作的过程中,通过抽丝剥茧的科学比对和验证,帮助辨明这头鲸鱼的身份。
根据不同的保存和展示方式,可以将海洋动物制成剥制标本、骨骼标本、浸制标本和塑化标本等。

生命长河展区布氏鲸皮张剥制标本
叁陆柒 摄

布氏鲸骨骼标本
叁陆柒 摄

浸制标本
叁陆柒 摄

上海科技馆2012年塑化海洋生物标本展《塑化鲨鱼标本》
图片来源:新华网
由于被发现时,这头鲸已经死亡较长时间,软组织开始腐烂,身体很多地方的皮肤已经变色并且脱落。

叁陆柒 摄
为了更好地完整呈现这头鲸的整体情况,上海自然博物馆的标本制作团队决定将其制作成骨骼标本。
为了尽快确认这头鲸的真实身份,标本制作团队开始了争分夺秒的“找不同”。
蓝鲸与长须鲸的身体结构各有特点。从体长和体重数据中我们可以发现,一般而言,长须鲸要比蓝鲸苗条得多。从体色上,长须鲸腹白,腹部的白色区域面积很大。不对称性也是长须鲸的一大特点,长须鲸的左侧下唇是灰黑色的,右侧是白色的。

蓝鲸(上)与长须鲸(下)的对比图
图片来源:http:/whales.org.au/discover

长须鲸左右两侧对比
图片来源:http://azoreaswhales.blogspot.jp
然而,这些显而易见的特点,现在都失去了意义。鲸身的腐败及海水的浸泡已经让这些特征变得难以辨认,就连背鳍都缺损,无法从他们背鳍的形状差异和位置不同进行判断了。

叁陆柒 摄
表象无法判断,那么就往内部继续查找。
须鲸类动物以其类生长在上颚下方的鲸须著称,这些鲸须就像是它的“牙齿”,呈梳状悬垂于口腔内。鲸须是由角质组成的,它们是由须板在长期的磨损后形成的一些貌似毛发之物。这些鲸须帮助须鲸滤食,它们通过猛吞一口的方式,把食物和海水一网打尽,借助鲸须挡住磷虾、小鱼等食物,而海水则会透过鲸须吐出来。

须鲸类动物悬垂于口腔内的鲸须
图片来源:https://visindavefur.is/svar.php?id=24157
长须鲸的不对称性则一直延续到了这些须板上,右侧前方的须板呈现浅色,和其他暗灰色的鲸须截然不同。

右侧须板前部浅色、后部深色
图片来源:British Divers Marine Life Rescue/PA
可是问题又来了,这头搁浅的鲸是右侧朝下陷入淤泥的,取到右侧鲸须难度极大。

解剖一头24米的鲸有多难?!
危险:鲸爆!!!
鲸爆指鲸鱼死后,其腐烂的器官会产生甲烷,氢硫化物等气体,这些气体会不断地在死去的鲸身体内聚集,导致体内压力增大,最终导致爆炸。通过预先学习了解,标本制作团队以轻切一刀先释放体内气体的方式成功化解。

图片来源:bilibili.com
困难:无法搬运怎么办?
几十吨重的鲸,仅凭人力根本无法搬动。而这头死亡的鲸又搁浅在滩涂上,地质条件松软,大型搬运机械无法进入。
面对这样的窘境,标本团队做出了一个重要决定——就地拆解,采用化整为零的方式将鲸带走。此外,他们还巧妙地利用潮汐水位差异,借助浮力将鲸往岸上一点点移近。
挑战:时间紧迫!
由于潮汐关系,解剖工作只能在退潮时进行。然而鲸腐烂的速度依然与时剧增。为了加快解剖的速度,上海自然博物馆标本制作团队全力以赴,12名标本制作师忍受着由鲸身腐败而产生的恶臭,持续奋战,将皮糙肉厚的鲸一块块分解下来。
经过十多天的分解,最终,上海自然博物馆标本团队将深陷淤泥中的右侧须板剔除下来,在洗去上面沾满的泥水之后,答案终于揭晓。前端须板下延的须毛为浅色,确认这头须鲸为长须鲸。
这一系列的工作也只是制作标本的前期工作。制作长须鲸标本的全过程,包括解剖、脱脂、修复等多个步骤。
由于制作的是骨骼标本,还需清理骨骼上的残肉。通常采用煮制法处理,面对如此巨大的骨骼,显然无法采用这种方法。这里采用了水沤法,就是将这些肉骨泡在水里,利用微生物进行分解。相比将它们埋在土里的掩埋法而言,这个过程能够防止骨骼被突然浸染,更好地还原骨骼本身的颜色,并且时间也较为快速。期间通过水质监测,勤换水,一年便完成了去肉留骨的工序。

长须鲸骨骼水沤
图片来源:张汤铭

制作过程中的转场
图片来源:张汤铭
脱脂是制作动物标本的关键步骤,通过化学药剂对骨骼进行脱脂,可以去除骨骼中的脂肪,防止其在保存过程中渗出,从而避免污染和滋生霉菌,延长标本的保存时间,并且可以防止骨骼标本表面的脂类被空气氧化变成黄色,影响美观。

蒸汽熏蒸脱脂
图片来源:张汤铭

工作人员清洁长须鲸骨骼,左下颌明显缺失
图片来源:上海自然博物馆藏品研究中心
对缺损部位,往往采用材料填充、翻模等方式进行修复,使其恢复原有的完整结构。这次的长须鲸标本也存在左侧鳍肢已缺失、左下颌骨破损,通过模型替代,不仅复原了骨骼造型,同时也进行双侧配重平衡,呈现出更为安全可靠的展示效果。

骨骼修复工作现场
图片来源:张汤铭

展出中的长须鲸左下颌已修复
图片来源:作者

扣细节,用标本讲好科普故事
作为哺乳动物,鲸这种生活在海洋里的水生动物,它的身上又有哪些哺乳动物的特征呢?让我们从这件骨骼标本上探寻答案……
作为四足动物,哺乳类的基本体态为四足步行,为了适应生存环境,它们的四肢末端也会因栖息环境和生态位的不同而进化出适合其生存环境的特征形态。
鲸的前肢因为游泳的需要,变成了鳍肢,更像鱼的胸鳍。但其内部结构仍然与陆生哺乳动物的前肢基本相同,具有肱骨、尺骨、桡骨以及指骨。

安装鳍肢骨骼
图片来源:新华社
而生活在海中的鲸的后肢功能则完全退化,它们的后肢只剩下了一小块骨头,并且隐藏在体内,少数鲸甚至已经完全没有了这个后肢遗迹。这种痕迹器官又称退化器官,是生物经过进化后为了适应环境,不需要使用的器官逐渐退化,直到失去功能。它们是生物演化的佐证。

长须鲸的后肢遗骨
图片来源:作者
鲸类动物的祖先是陆生哺乳动物,经历了漫长的演化,它们的鼻孔不断向上迁移,形成了适应水中生存的呼吸孔的形式,位于头顶上。它们并不总是潜在水中,需要回到水面呼吸。长须鲸的喷气孔垂直而狭窄,喷出的气体及液体的高度可达6米。每过10~15分钟,它们会回到水面呼吸1分钟。

长须鲸的呼吸孔
图片来源:文汇报
长须鲸和人一样用肺呼吸,但是它们有四个肺部结构,可以帮助储存更多的空气。此外,它们能够在肌红蛋白中储存大量氧气。每次呼吸完,它们会潜入200多米的深水中,期间它们的心脏跳动得更慢,以降低新陈代谢。这些策略使得它们得以“憋气”更久。

肌肉中的肌红蛋白含量非常高颜色鲜红
图片来源:维基百科
鲸呼出来的为什么是“水”?我们总能看到鲸在水面喷出大大的“水柱”,这实际上是鲸呼气的时候将体内空气一下子释放出来,由于温度较高、压力较大,因此当释放进大气时会冷凝成雾气,加上部分累积在喷气孔里的水分,使得喷出的空气远看起来会像是一道醒目的白色水柱。鲸的这种呼气现象被称为“喷潮”。
鲸的呼吸孔还有一组强健的肌肉,下潜的时候能够将呼吸孔闭合,加之它的呼吸道和消化道是分开的,不用担心鲸会被水呛到。近些年,科研人员甚至开始利用鲸浮出水面呼吸的习性,通过采集它们的“哈气”来为它们做体检。

鲸的呼吸结构
图片来源:凤凰网
将这头长须鲸制成标本,并不只是让我们有机会近距离接触海洋动物。长须鲸被列为濒危物种,它的种群数量减少主要是历史上的捕鲸、船只撞击、渔具缠绕、栖息地退化、水下噪音污染等因素造成。
作为食物链顶端的海洋生物,长须鲸对海洋生态平衡起到了重要作用。如何保护包括长须鲸在内的海洋,也许这件标本还能带给我们更多启示。
最后的最后,让我们一起看看,长须鲸在海中自由遨游的样子吧。

让标本讲故事,讲更多标本的故事……
/ 走进展区系列 /
透过展品讲述自然历史,是自然博物馆的功能之一。从远古巨兽到现生动物,再到身边植物,展品不仅是自然的见证者,更是人类探索自然、认识生命的重要窗口。
在“走进展区”系列科普文章中,我们将把文字和展品结合起来,在上海自然博物馆中进行一场时空穿越,为您揭示它们背后来自过去的讯息与来自现代的知识,用文章见证天地间的山川草木、虫鱼鸟兽。
参考文献:
1.维基百科
2.周开亚, 2004. 中国动物志 兽纲 第九卷 鲸目 食肉目 海豹总科 海牛目. 北京: 科学出版社. pp326.
3.IWC | International Whaling Commission


作者 薛会萍
上海自然博物馆展教中心
科学审核 葛致远(上海自然博物馆展教中心 生物学博士)
编辑 叁陆柒