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人類對自身起源的百年追尋

寒波_96
・2018/02/12 ・3371字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

人從哪裡來?如今大部分學者的看法是:人類源於非洲。然而兩百年前,支持非洲起源的學者其實只有其中一群而已(雖然包括名人達爾文)。

早期人類演化的家園,東非的圖爾卡納湖畔,200 萬年前想像圖。圖/取自 BBC 〈The remote lake that tells the story of humanity’s birth

人類在追尋自身起源的路上,有著不少有趣的事跡,人類學博士 Paige Madison 的這篇文章〈Imaginary Continents and the Search for Origins: Where Did Humans Evolve?〉便簡單介紹了相關歷史 [1]。本篇文章不全然只有介紹 Dr.Madison 所寫的內容,也加入了筆者所知的不少材料。

早期的猜測:人類起源於亞洲叢林?

一開始,非洲實在不太符合人類家園的想像。與人類型態構造最像的是靈長類動物,解剖學上人類可以視為腦袋變大、直立行走的吱吱。而世界上哪裡的靈長類多樣性最高?亞洲,特別是亞洲南部的叢林一帶。

19 世紀的恩斯特.海克爾(Ernst Haeckel)認為人類起源自亞洲叢林,當時看來是十分合理的推斷;但這卻無法解釋非洲是怎麼一回事?亞洲與非洲之間是印度洋,為了自圓其說,海克爾假設在古早時代,曾經有一塊叫作「Lemuria」的大陸位於印度洋,作為連結亞洲與非洲的陸橋,人類的祖先曾靠著此一陸橋由亞洲前往非洲,只是後來 Lemuria 大陸陸沉,因此難以追尋當初的足跡。

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海克爾假設的 Lemuria 大陸,位於印度洋,連結亞洲與非洲。圖/取自 〈History of Creation〉

其實在這時也有人認為是非洲。達爾文在公元 1871 年提出,大猩猩與黑猩猩是現存於世和人類關係最近的親戚,而牠們都住在非洲,所以人類的起源地應該也位於非洲。問題是,儘管猩猩兄弟現在是人類最近親,歷史上卻未必也是如此,搞不好一度還有更像人類的親戚住在其他地方,卻早已滅亡。達爾文承認,要證實人類是非洲起源,需要更明確的化石證據。

在亞洲尋找人類起源證據

人與大猿最像,因此人類的直系祖先應該是由大猿演化而來,配備一些像人的特徵之外,仍有某些型態與大猿類似。為了尋找人類祖先,許多科學家前往各地辛勤工作,歐仁.杜布瓦(Eugene Dubois)1887 年時宣布在東南亞找到「人類」化石,於是亞洲起源論聲勢大振。

杜布瓦找到的是如今被視為直立人(Homo erectus)一支的「爪哇人」;然而爪哇人型態上看來已經太過接近現代的人類,似乎無法代表人類的早期祖先(依照現代的人類演化觀點,亞洲直立人是較早離開非洲的移民後裔,也是智人的旁系,與我們在遺傳上沒有直接的先後繼承關係)。

美中合作 1920 年代在中亞的挖掘行動。圖/取自 美國自然史博物館

除了非洲與亞洲南部以外,也有一派學者主張人類源自亞洲北部,這塊如今大半是草原與沙漠的地區。美國自然史博物館(American Museum of Natural History) 1920 年代贊助不少資金與資源,與中國學者合作,一同在蒙古展開探勘。

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現在我們知道,蒙古地理上離人類起源地相當遙遠,所以不可能在此找到相關線索。更糟的是,蒙古沙漠一帶能挖掘的地層,與人類祖先活動的年代實在差異太大,因此計劃一開始的目標——尋找遠古人類,自然是全面失敗、沒能挖到任何人影。不過探索也沒有白費力氣,調查隊找到不少更早以前遺留的恐龍化石,算是意外的收獲;這些工作,也對中國考古發展有不小的意義。

歐洲也有機會?

論及古人類化石的早期研究,當然不能忽略最早問世的古人類——尼安德塔人。歐洲 1856 年出土的尼安德塔人,以及 1907 年的海德堡人(Homo heidelbergensis),都讓人對歐洲起源有所遐想。

一群當年世界頂尖的專家,散發滿身的權威感,架勢十足地檢視皮爾當人,卻沒人察覺這批「化石」是徹徹底底的偽物。圖/John Cooke 作於 1915 年

不甘落於(德國)人後的一些英國學者,也宣稱 1912 年在薩塞克斯「出土」的皮爾當人(Piltdown Man)為人類祖先,可惜「皮爾當人化石」其實是加工過的紅毛猩猩與中世紀人類骨頭。這場徹頭徹尾的騙局,直到 1953 年才被正式揭穿。

非洲!就是你了!

20 世紀初的化石追尋戰況是:歐洲有尼安德塔人,亞洲南部有直立人,亞洲北部沒有人,非洲則出土了南猿。雷蒙.達特(Raymond Dart)1925 年提出,過往認為人類源自叢林的假說是錯的,早期人類應該誕生於開闊的草原,像是他找到了非洲南猿(Australopithecus africanus)的南非。

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達特認為,相較於靈長類習慣的茂密叢林,比較缺水又危險的草原環境,才能促進人類直立行走、大腦變大等特徵發展成熟;但是只憑非洲南猿化石,達特的論點當時並不足以服眾。

儘管非洲是人類家鄉的假說可以追溯到達爾文,卻要等到 1960 年代,路易斯.李奇(Louis Leakey)與羅伯特.布魯姆(Robert Broom)等人在東非一系列的發現之後,才提供更加明確的化石證據,支持非洲起源論。

在草地環境活動的南猿想像圖。圖/取自 〈Ancient human ancestor’s teeth reveal diverse diet

隨後愈來愈多各方面證據強化下,時至今日,人類於非洲起源已經是學術界的主流觀點;至少非洲是人類演化過程中重要的發展之地,已是公認的共識。

還是有人出來挑戰非洲起源論

人類非洲起源論,儘管擁有大量證據支持,卻仍三不五時有人挑戰。例如 2 篇去年發表的論文就主張人類起源自歐洲,這又是怎麼回事呢?[2][3]

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人類與黑猩猩分家以後,比較接近人類這邊的都稱作「hominin」,因此最早出現 hominin 的地方,也就能算是人類的起源地。已知距今 450 到 700 萬年前這段期間的 hominin 只有 3 種,他們都住在非洲,包括中非的查德猿人(Sahelanthropus tchadensis),東非的圖根猿人(Orrorin tugenensis)、卡達巴地猿(Ardipithecus kadabba)。

卡達巴地猿型態上,和年代稍晚的始祖地猿(Ardipithecus ramidus)相近;始祖地猿又能連結到後來的南猿,而南猿顯然與人屬(Homo)關係密切……以上就是支持人類非洲起源的一系列化石證據。

各種非洲 hominin 的生存年代。圖/取自 PNAS 論文〈The Pliocene hominin diversity conundrum: Do more fossils mean less clarity?

去年發表的論文卻報告,在巴爾幹半島的希臘與保加利亞,出土的 Graecopithecus freybergi 化石重新分析型態後,其臼齒 P4 的牙根型態與卡達巴地猿和南猿接近,但卻不符合不是 hominin 的猿類化石。論文指出牙根型態與功能關係不大,應該能反映親緣關係,若是如此,那麼 Graecopithecus 或許也能被歸類為 hominin;而他生存的年代是 700 多萬年前,比已知最古早的查德猿人更早一些,也就是說,最早出現的人類祖先,誕生於非洲之外。

姑且不論論文跳 tone 的推論過程,與其他可能的解釋,光憑「一個樣本、一項模糊的型態特徵」就想推翻基礎堅固的舊論點,顯然不足。數百到一千多萬年前的古代猿類,我們了解仍很有限,即使 P4 牙根的型態能代表親緣關係,也無法肯定此特徵為 hominin 所獨有。[4]

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另一方面,即使 Graecopithecus 確實屬於與人類關係較近的支系,年代又比已知的 hominin 更早,也無法證實他們的直系祖先誕生於非洲之外,hominin 完全也有機會先在非洲出現,隨後才移民到巴爾幹半島。(如何從不是非洲起源,直接跳 tone 到歐洲起源也是一個謎-歐洲跟非洲沒有直接連接,中間還隔著亞洲啊!)

總之,經過一百多年跌跌撞撞探索後建立的人類非洲起源論,目前尚未遭到有力的證據質疑;而不論哪種潛在的替代觀點,都仍然肯定人類演化過程中非洲的重要性。

延伸閱讀:

參考文獻:

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  1. Imaginary Continents and the Search for Origins: Where Did Humans Evolve?
  2. Fuss, J., Spassov, N., Begun, D. R., & Böhme, M. (2017). Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. PloS one, 12(5), e0177127.
  3. Böhme, M., Spassov, N., Ebner, M., Geraads, D., Hristova, L., Kirscher, U., … & Theodorou, G. (2017). Messinian age and savannah environment of the possible hominin Graecopithecus from Europe. PLoS One, 12(5), e0177347.
  4. Benoit, J., & Thackeray, F. J. (2017). A cladistic analysis of Graecopithecus. South African Journal of Science, 113(11-12), 1-2.

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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從i開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1604字 ・閱讀時間約 3 分鐘

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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圖說:從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

圖說:人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

圖說:只要認明FSC(森林管理委員會)認證與PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

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圖說:選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
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台灣有恐龍嗎?化石學家帶你探索島嶼的古老秘密——《好久・不見》
麥田出版_96
・2024/11/02 ・2579字 ・閱讀時間約 5 分鐘

台灣的地理位置與化石形成

台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?

世界地圖攤開一看,台灣陸地上的面積看來是不大,但其面對的太平洋,不只在我的想像中、在我多年搭著飛機到世界各地檢視相關的標本,試著拼湊出鯨魚們在數千萬年間演化歷程的經驗中,我知道也相信台灣的地底下,必定蘊涵著能跟我們講出帶有全球視野的化石標本。

同時,台灣除了被海洋包圍之外,那平均深度只有六、七十公尺深的台灣海峽,也清楚的意味著,當更新世的冰河時期讓海平面下降幅度來到或超過這個臨界點時,台灣就會成為歐亞大陸最東南邊的一角。

相信在台灣的不少人都常聽過,台灣在冰河時期會和中國大陸連在一起,但我在跟大家解釋這樣的環境變遷與古生物演化時,總是會特別強調我不想泛政治化,但世界地圖清楚的標示出台灣的地理位置應該是可以、也該要放在更大的版圖:歐亞大陸的板塊底下來討論,而不是只有限縮在與中國大陸連結的關係。

畢竟,當我們像是讚嘆著非洲地區的陸生大型哺乳動物,能在以年為單位的時間軸來進行長距離的移動時,基本上是用「萬年」以上的尺度來探討生物演化、移動的古生物學,處於歐亞大陸東岸的台灣上的大型脊椎動物,要橫跨歐亞大陸到西邊、或是反方向的來到台灣,大概都會是稀鬆平常的移動距離。

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建立起這樣的思維模式後,當然就是需要有最直接的化石證據來驗證這樣的想法,或深入討論其化石標本的背後,隱藏了怎樣的大尺度演化事件。

大型脊椎動物跨越歐亞大陸到台灣,在古生物學的長時尺度下是平常現象。圖/envato

早坂一郎的開創性研究與犀牛化石

二○一八年一月底從日本的筑波搬到台北後,一邊重新改造所接手的退休丘臺生教授的實驗室、一邊開始準備新學期的上課內容;除此之外,很重要、也是主要的工作內容,就是要開始到野外和各個單位的收藏庫裡尋找、檢視相關的化石標本,試著解讀其背後所帶有的古生物學、演化學上的意義。

有趣、但不令人意外的是,知道我開始要在台灣從事大型脊椎動物化石研究的人,第一個反應通常都會是:台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?這樣之類的疑問。

要回答台灣有沒有化石紀錄的出現,我在日本的工作經驗,和剛好不小心娶了日本太太,讓我能從搬到日本工作前還不會五十音的狀態,到現在能有一定用日文溝通和閱讀日文文獻的基礎能力,幫了很大的忙。

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因為,台灣的古生物研究歷史,基本上就是從日治時期展開並奠下根基。也因此,有一定的日文能力和在日本古生物學界中遊走的經驗,確實是對於一些細微的狀況,更能推敲或掌握。

舉例來說,我目前所服務的台灣大學於一九二八年創立時的前身:日治時期的台北帝國大學,一開始創校時就加入的早坂一郎教授,可以說就是在研究台灣大型脊椎動物化石的先驅,也就不意外為什麼一九八四年在台灣所發現、並被命名為一個新亞種的犀牛化石,會以早坂為名(犀牛的故事書寫在第四話)。

延伸閱讀:從放牛學生到震驚世界:左鎮犀牛化石背後的傳奇——《好久・不見》

台灣有化石的出沒,對生物多樣性、生命演化等議題有些敏感度的人來說,大概不會太意外。但台灣有沒有令許多人為之瘋狂的恐龍,聽起來就是一個棘手許多的疑問。

或許出乎大多數人的意外,台灣不只有貨真價實的恐龍,還有台灣才有的特有種恐龍!

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一九九三年上映的《侏羅紀公園》(Jurassic Park),可以說是徹底的激發了全世界對於恐龍的狂熱與追逐。即使到了二○二四年的今天,恐龍的形象,對於大多數的人來說,似乎就是古生物學研究的全部了。

《侏羅紀公園》激發全球恐龍熱潮,至今在大眾心中恐龍仍象徵著古生物學。圖/wikimedia

但恐龍有如此的代表性,可不是只有形象般的讓人摸不著邊際,而是有全世界各地的古生物學家用一生的精力,和政府、私人所挹注的大量資源,來試著一點一滴揭開恐龍那引人入勝的演化歷程。

舉一個比較可以讓大多數人理解到我們對於恐龍知識是如何持續的累積、建構起來的例子:我正在書寫這段文字的當下是二○二○年的五月中旬,這年從一月一日到這個時間點,已經有二十種,先前完全未知、生存於中生代的恐龍們被古生物學家發現,並且正式的命名為新物種、發表在國際間相關的古生物學研究期刊中—平均不到一個禮拜,全世界就又會多了一種中生代的恐龍在我們的知識體系中!

台灣的鳥類恐龍故事:恐龍演化新視角

藉由這樣的研究能量,我們現在不只清楚的知道所有現生鳥類都是貨真價實的恐龍,連我上課在談論恐龍演化所使用的教科書,所提到恐龍定義裡的其中一個主角,即有我們幾乎每天都會見到面的麻雀:

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恐龍包含了滅絕的三角龍和現生的麻雀最近的共同祖先,以及從這共同祖先開始的所有後代,都是恐龍。沒有被包含在三角龍和麻雀最近的共同祖先裡的後代,都不是恐龍。

大部分隨口問我台灣到底有沒有恐龍的人,我基本上都很難有足夠的時間用上述簡短的內容來說明,因為可以感覺得出來,大部分的人,真的都只是隨口問問,大概也沒有打算真的想要了解恐龍、或是古生物學的研究工作到底是怎麼一回事,背後又有什麼重要的意涵。所以我一般都只會簡短的回應著像是,台灣當然有恐龍,因為所有的鳥類都是恐龍,不只如此,我們每天也都在吃著貨真價實的恐龍肉!

——本文摘自《好久・不見:露脊鯨、劍齒虎、古菱齒象、鱷魚公主、鳥類恐龍⋯⋯跟著「古生物偵探」重返遠古台灣,尋訪神祕化石,訴說在地生命的演化故事》,2024 年 9 月,麥田出版,未經同意請勿轉載。

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麥田出版_96
27 篇文章 ・ 15 位粉絲
1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。

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【2023 年搞笑諾貝爾化學與地質獎】舔石頭以外,猛獁象竟是海龜湯?
寒波_96
・2023/10/20 ・2211字 ・閱讀時間約 4 分鐘

搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始,2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項,「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球,不過得主揚.扎拉謝維奇( Jan Zalasiewicz)的文章中,其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

文學史上用味覺帶出情節,最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭,由瑪德蓮的味道切入,接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭,也從品嚐岩石的味道切入,自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭?《舌頭、石頭,迸出新滋味?科學家為什麼要舔石頭?——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是,缺乏現代儀器之際,舌頭可謂方便的化學感應器,能提供有用的資訊。

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當然,即使有了現代儀器,舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中,扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器,十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中,據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部(The Explorers Club)」舉行,主辦方宣稱當天有道菜,來自已經滅絕的動物大地懶(Megatherium)。但是幾天後有報紙披露,宴會中的奇珍異獸不是大地懶,而是來自阿留申群島,25 萬年久遠的猛獁象!

1951 年保存至今的晚餐。圖/取自 參考資料3

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奇妙的是,當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯(Paul Griswold Howes)寫信要到一份樣本,一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)。

那一餐到底是大地懶,還是猛獁象呢?2014 年,耶魯大學的研究生葛拉斯(Jessica Glass)等人成功由樣本中取得 DNA,結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯,答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物,合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候,綠蠵龜尚未面臨滅團威脅,仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯,當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶,怎麼又會變成猛獁象?

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最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯(Herbert Bishop Nichols),他也是基督科學箴言報(The Christian Science Monitor)的科學編輯。可考的記錄中,他第一個對外提出相關描述,後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖/取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料,那麼狀況就是:俱樂部用綠蠵龜做菜,宣稱是大地懶,報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞,雖然不是嚴謹的科學,卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑,也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相,往往不了了之。

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儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注,對於這道海龜湯的追根究底,倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後,扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物:貨幣蟲(Nummulites)。許多古生物,當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護,貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候,英國古生物學家庫克派崔克(Randolph Kirkpatrick)提出一個觀點:地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲,後來它們變成稱為「貨幣球(Nummulosphere)」的地層,是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑,可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代,應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

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2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片(化學與地質獎從 10:18 開始):

延伸閱讀

參考資料

  1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
  2. Eating fossils
  3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
  4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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