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美人魚的秘密:行走的海牛—《25種關鍵化石看生命的故事》

PanSci_96
・2016/12/25 ・4313字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

  • 編按:「生命啟始、萌芽於大約三千四百六十五『百萬年』前(也就是,近三十五億年前),註記在澳洲西部,所謂『頂角燧石』中的一群藍綠藻化石群。」(引述自推薦序)截至目前已知的 35 億年生物長河中,許多物種曾生活在這塊土地,卻有超過 99% 的物種都已經滅絕。我們想多了解牠們的故事,只能從現存的少少線索來拼湊。在《25種關鍵化石看生命的故事》中,作者挑選了演化史上重要的 25 種化石來介紹,不僅包含了化石帶給我們的演化故事,也包含了化石發現者、研究者的探索足跡。
  • 關於美人魚的傳說可以追溯到數千年前,即使現在仍有些人相信真的有美人魚這種神祕的物種存在。對於動物學家而言,他們會說其實美人魚根本是人們誤認了「海牛」啦!究竟海牛是什麼樣的生物呢?本文摘錄自「行走的海牛」章節。
傳說中,美人魚擁有女人的上半身,和魚的下半身。幾千年來這神秘的生物出現在各種西方文化中。圖/By Mehgan Heaney-Grier - Mehgan Heaney-Grier, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9525115
傳說中,美人魚擁有女人的上半身,和魚的下半身。幾千年來這神秘的生物出現在各種西方文化中。圖/By Mehgan Heaney-Grier – Mehgan Heaney-Grier, CC BY 3.0, wikimedia commons.

牠的身體一直到腰部都還滿像是人類,但是腰部以下則像是魚類,有寬扁新月狀的尾巴。牠的臉圓圓滿滿的,鼻子寬扁,黑髮之間摻雜了灰髮,披散在肩膀上,覆蓋住腹部。牠從水中起身時,會用前肢把頭髮從臉上撥開,再次下潛時會發出獅子狗般的鼻音。我們其中一人拋出魚鉤,想看看牠會不會咬。結果牠從此下潛,再也沒有出現。

──賀伯.溫特(Herbert Wendt),《來自諾亞方舟的美人魚!》(Out of Noah’s Ark Mermaids!)

神秘又美麗的美人魚傳說

美人魚可以追溯到數千年前與海有關的傳說,在許多文明中也都有蹤跡可尋。已知最古老的起源,是西元前兩千三百年的亞述傳說,女神阿塔迦提斯(Atargatis)因為誤殺自己所愛的牧羊人,把自己變成美人魚做為懲罰;推估在西元前第八世紀完成的,希臘詩人荷馬作品《奧德賽》中,身體像魚的神祕女性會唱出令人難以抗拒的歌聲,引誘水手撞上岩石而死;謝赫拉莎德(Scheherazade)的《一千零一夜》故事裡,也曾提到神祕的「海女」。

過去兩千年裡,幾乎所有西方社會都流傳著各種目擊美人魚(男女都有)的故事──例如 1671 年由賀伯.溫特(Herbert Wendt)引述的兩位法國水手在馬提尼克(Martinique)附近的遭遇。這些傳說經由各種大受歡迎的故事,發展出標準版本,例如安徒生童話的《小美人魚》(1836),後來被迪士尼公司在 1989 年改編成同名動畫電影。電影《美人魚》(Splash,1984)由戴瑞漢娜(Daryl Hannah)飾演真人版美人魚,將這個神話傳給新一代的觀眾。

直到近期的 2012 和 2013 年,有線電視網「動物星球頻道」(Animal Planet)還播出兩部「紀錄片」,宣稱美人魚確實存在,並已經被找到,使得許多人相信這個騙人的「證據」。這些假紀錄片的影響力之大,使得美國國家海洋暨大氣管理局(National Oceanographic and Atmospheric Administration)不得不兩度將他們寶貴的時間花費在於官網張貼文章,說明這些節目是虛構的,美人魚並不存在。

這些傳說軼事有一些純粹是人類豐富的想像力產物,和半人馬(centaur)和牛頭人身(minotaur)等其他半人半動物的神話屬於同一類,但是很多學者相信,海上的某些真實生物為水手的幻想提供了題材,發展成傳說中的這些美人魚。1493 年,哥倫布進行第二次航行,他在接近伊斯帕紐拉島(Hispaniola,海地島)的地方,說自己看到三名「女性型態」的生物「從水中高高升起,但不像過去描繪的那麼美麗」。出名的英國海盜「黑鬍子」(艾德華.提區〔Edward Teach〕)則宣稱,曾在加勒比海看過美人魚,並從此遠離這個據說曾有美人魚出沒的海域。水手和海盜都相信美人魚會迷惑他們,騙走黃金,然後把他們拉到海底。

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就像大海蛇的傳說一樣,總有零星的美人魚「目擊」故事,流傳在世界各地,從加拿大到以色列到辛巴威都有。在印度洋航行的船員說,美人魚會成雙成對出現,如果其中一隻被魚叉射中,另外一隻會想辦法救他。據說牠們會哭泣,「分泌淚液」,而且母親在養育小美人魚時會把牠們抱在懷中。

美人魚的科學探究

這些傳說到底有沒有事實根據呢?許多動物學家心中的首要候選人就是海牛manatee,通常出現在西半球的熱帶海域)和儒艮dugong,主要出現在印度洋)以及其他同屬海牛類群的哺乳動物Sirenia,名稱由來為神話裡的唱歌迷惑水手的海妖siren)的親緣種屬。

儒艮和海牛都能垂直漂浮,將頭部維持在海面上,觀察船隻或其他海面的物體(圖 21.1)。所有海牛類群的哺乳動物胸前都有一對乳房,可能讓人想到人類的乳房樣貌,牠們也會以近似於人類女性的姿態把幼兒抱在懷中哺育。

但是這種醜翻天的動物怎麼會被誤認成美女呢?如果海牛的前額蓋著海草,看起來就會像頭髮,如果距離夠遠(尤其是在開放水域的海面的強光之下),不難想像牠會被誤認為漂浮在海上的女性(尤其水手可能已經離開陸地太久,很久沒有看到女人了)。光是哥倫布和其他早期探險家的幾次「目擊」,就能確認這個流傳甚廣、數千年來幾乎在所有文明中都曾出現的神話。

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(圖 21.1)當海牛類群動物(例如這隻海牛)垂直漂浮在水中時,距離甚遠的水手把牠看成美人魚也是可以理解的。圖 / 維基共享資源

早期博物學家開始關注海牛和儒艮時,其實引起了不少困惑。詳細的檢查顯示,牠們和傳說中的美人魚毫無關係。最早檢查牠們解剖學特徵的博物學家,把牠們和鯨歸為同類,因為牠們都是完全水棲,而且有發育完好的鰭狀前肢,沒有後肢,尾巴有裂片。但是林奈看出了很多特化的解剖學特徵,因此把牠們和大象列為同類;他也是最早把牠們歸類於和大象、猛獁象以及乳齒象相同的長鼻類群(Proboscidea)的人。1816 年,動物學家亨利.德.布萊威爾(Henri de Blainville)遵循林奈的解釋,不過大部分的自然史學家,都還是把海牛和儒艮列為鯨的同類。

可是,隨著愈來愈多解剖學上的相似性被揭露,海牛類群動物和長鼻目動物之間的關連性也愈來愈強,顯示這兩個群體同時擁有一系列構造上獨一無二的特化特徵。最後,動物學家開始放棄這個「鯨類群」的分類。海牛類群和長鼻類群是近親的論點,終於來到了一個關鍵階段:1975 年,麥坎.麥肯納(Malcolm McKenna)提議將海牛類群動物和長鼻類群動物放在他所謂「特提斯獸類群」(Tethytheria)這個群體中,因為化石顯示,這兩個支系的動物都源自從地中海通往中東、穿過印度到達澳洲的特提斯海道。

幾年後,麥坎納、達瑞爾.多明寧(Daryl Domning)和雷發表了從華盛頓奧林匹克半島(Olympic Peninsula)北方海岸的漸新世岩層裡挖掘出的一件化石,名為伯希摩斯獸(Behemotops),確認了海牛類動物在特提斯獸的根源祖型。從此以後,特提斯獸的論點受到無數分子分析所支持,顯示海牛類群動物與大象的關係密切,也確認了林奈所觀察到的許多解剖學相似處。

海牛走入海中

解剖學和分子學證據毫無破綻,即海牛目類群動物是在五千萬年前從長鼻類群動物的祖先分支出來的。

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化石紀錄怎麼說呢?最早被研究的海牛類群動物化石也是最原始型的。在 1855 年,英國解剖學家歐文記載了一個奇特的頭骨:它來自牙買加一座島上的切普頓層(Chapelton Formation),名為費里曼廳(Freeman’s Hall)的開採場,地質年代約為五千萬到四千七百萬年前。歐文首先提出了「恐龍目」這個詞,描述達爾文小獵犬號從南美洲帶回來的化石,最後也成為達爾文最大的科學領地的對手。

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(圖 21.2)渡船首獸:(A)頭骨,由歐文爵士描述發表。圖 / 多明寧提供

雖然這個頭骨非常原始,有些部分已經破碎,牙齒也磨損到根部了(圖 21.2),但是歐文還是正確地看出這個頭骨有往下彎的口鼻部骨頭,鼻孔開口在頭骨較高處,以及許多海牛類群動物的特徵。雖然這隻動物的其他部分骨骼都只有碎片,但看起來是一件體型接近綿羊的四足動物。和頭骨及骨頭碎片一起被發現的,是又堅實、密度又高的肋骨碎片,這也是海牛類群動物具有決定性的特徵。肋骨提供壓艙的功能,讓海牛在水中不會漂浮得太高。這些骨頭的密度之高,就算只有單一根肋骨的碎片,都是獨一無二,並且能據此判斷為海牛的特徵。

歐文把這個化石頭骨命名為渡船首獸(Prorastomus sirenoides,屬名的意思是「寬前顎」,種名的意思是「像海牛的」)。因此,歐文清楚了解到,這些化石是和現代海牛有關係的、非常原始的型態。雖然歐文是真正的動物學家之中,堅持否定天擇說的一派,但他無法否認這件化石和現代海牛類群動物間的親緣關係。

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(圖 21.2)渡船首獸:(B)重建原生態圖像。圖 / 田村信道繪

隨著時間過去,在大西洋、太平洋沿岸,以及許多曾經被海水淹沒的當今大陸塊上,發現了愈來愈多海牛類化石。1904 年,奧地利古生物學家歐桑尼奧.亞伯(Othenio Abel)發表了一個比較進階的海牛類群動物頭骨,名為弗氏.原始鯨(Protosiren fraasi),發現地點是埃及蓋比爾蒙卡塔層(Gebel Mokattam Formation) 的下「建材石」段(lower Building Stone Member),年代為始新世中期(四千七百萬到四千萬年前)(圖 21.3;這種石灰岩就是用於是建造埃及金字塔的石塊來源)。

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(圖 21.3)弗氏.原始鯨的頭骨,這是比寬頜獸更進階的海牛目動物。圖 / 多明寧提供

這個頭骨比較像是現代的海牛類群動物頭骨,有強烈往下彎的口鼻部,特化的鼻孔開口位在頭骨更後方的位置,還有其他更進階的特徵。後來發掘到的標本則出現在許多更遙遠的地點──從北卡羅萊納州到法國、匈牙利,到巴基斯坦和印度──所以弗氏.原始鯨幾乎分布在全世界所有溫暖的熱帶與亞熱帶水域。當發現到其他部位殘餘保存的骨骼時,才知道原來弗氏.原始鯨有小小的後肢。

除此之外,牠的髖部和背椎體後方部位沒有很穩固的連結,所以幾乎是完全水棲的,不太能夠在陸地上行走。大部分比弗氏.原始鯨年輕的海牛類群動物化石都會表現出更內縮殘存的後肢,顯示這種動物的後代已經不能再行走,而成為完全水棲的動物。現代的海牛和儒艮,還有小小的殘存髖部與大腿,埋在下背部周圍的肌肉裡,已經沒有任何作用,只能證明牠們是從四足的陸生動物演化而來。

因此,最古老的海牛類群動物,寬頜獸(Prorastomus)顯示最初始海牛頭骨特徵以及高密度的粗肋骨等特徵開始發展,不過牠的肢體保存狀態不佳。第二年輕的海牛類群動物(弗氏.原始鯨)的後肢縮短,和脊椎的連結很鬆,所以大多數時候應該都是水棲。我們只需要一件化石──清楚具備海牛類群動物的頭骨和肋骨,還具備了四足行走的腿──的化石,就能作為海牛是從陸棲動物演化而來的最終證據。


1006-臉譜-25化石-提案

本文摘自《25種關鍵化石看生命的故事:化石獵人與35億年的演化奇蹟》,臉譜出版。

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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恐龍時代的哺乳動物:爬獸居然會吃恐龍?!——《直立猿與牠的奇葩家人》
大塊文化_96
・2023/08/20 ・2616字 ・閱讀時間約 5 分鐘

爬獸是恐龍時代已知最大的哺乳動物。
這種健壯結實的動物與獾差不多大小生活在白堊紀早期的中國。
有件爬獸化石標本,出土時,還伴隨完好無損的胃部內容物:一隻小恐龍的遺骸。
這是顛覆人類對中生代哺乳動物演化認知的一件化石。

大約一億三千萬年前,有種名為爬獸(Repenomamus)的動物,在林下植物之間活動。牠看起來像獾,渾身是毛,體型壯實,有鋒利的牙齒,可以長到十四公斤(三十一磅),是中生代最大的哺乳動物。

爬獸是一種肉食性哺乳動物,體型與獾相當,會吃小恐龍。圖/大塊文化

爬獸屬於一個名為戈壁尖齒獸的已滅絕群體,是第一批專門吃肉的哺乳動物。儘管牠們主要以較小型的脊椎動物如蜥蜴和小型哺乳動物為食,來自中國的驚人證據顯示,這些飢餓的機會主義者也會吃恐龍幼仔,顛覆我們對古代食物網的成見。

儘管人們把侏羅紀和白堊紀跟恐龍聯繫在一起,哺乳動物在這個時期也在一旁蓬勃發展。牠們屬於合弓綱這個與爬蟲類有共同祖先的龐大群體,合弓綱動物在三億年前與爬蟲類分道揚鑣。

到了三疊紀晚期,大多數合弓綱演化分支已經滅絕,只剩下哺乳動物。一直到最近,人們依舊以為哺乳動物在侏羅紀與白堊紀仍維持老鼠的大小,因為牠們的世界被一同生活的大型爬蟲類所支配。

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會吃小恐龍的爬獸

我們現在知道,由於有爬獸之類的化石存在,前述想法並不成立。這隻爬獸的胃裡有一隻鸚鵡嘴龍(Psittacosaurus)幼仔,是當時常見的一種植食恐龍。

雖然無法確知爬獸到底是主動獵捕,還是單純吃下這頓令人印象深刻的腐肉大餐,這件化石證實,哺乳類在這個時期的生態多樣性,比人們之前懷疑的還要高。

成功捕捉到鸚鵡嘴龍幼體的巨爬獸。圖/wikipedia

現存的哺乳動物群體主要有三:胎盤哺乳類、有袋類與單孔目(鴨嘴獸與針鼴)。這些動物的共同祖先可以回溯到三疊紀。

所有哺乳類都是溫血動物,會分泌乳汁,身上有毛髮覆蓋。牠們的牙齒形狀複雜,而且與其他脊椎動物不同,通常只更換一次,換成恆齒以後得用一輩子。

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現今世界充滿各種形貌與大小的哺乳動物,但所有這些都源於白堊紀末期大滅絕事件的少數倖存者。在該次大滅絕之前,許許多多的家族分享著恐龍世界,包括爬獸在內。

大多數家族都隨著牠們的爬蟲類共居者一起消失了―把地球留給現代哺乳動物的祖先來接管。

三疊紀的哺乳動物留下生物感官上的遺產

在三疊紀,最早的哺乳動物體型非常小,而且可能是夜行動物。成為小型夜行性的狹適應動物,在哺乳動物生物學中留下永久的遺產。體型較小的動物比體型較大的動物更容易失去熱能,因為表面積與體積比更高,身體熱能會透過皮膚表面流失。

早期的哺乳動物藉由長出一層絕緣的皮毛來補償,同時新陳代謝加快了―這也是今日哺乳動物是溫血動物的部分原因。

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早期的哺乳動物藉由長出一層絕緣的皮毛來保存熱能。圖/envato

根據現存哺乳動物的眼睛結構與基因,我們得知早期哺乳動物屬於夜行性。如今的哺乳動物眼睛裡,只有為數不多、稱為視錐的感光結構,這些視錐的作用是日間視覺和顏色感知。牠們的夜行性祖先並不需要這些結構,因此視錐及與之相關的基因已經佚失。

如此一來,大多數哺乳動物現在都是色盲,只有少數演化分支(包括我們人類在內)演化出偵測顏色的替代方法。

夜行性可能導致感官的發展,包括敏銳的聽覺與氣味偵測。哺乳動物可以聽到很大範圍的聲音,包括蝙蝠能偵測到的超高頻率,以及大象對話的最低頻震動。哺乳動物也倚賴氣味來溝通,牠們的鬍鬚與皮毛對觸感很靈敏,適合在光線較暗的情況下導航。

哺乳動物可以聽到很大範圍的聲音,包括大象對話的最低頻震動。圖/envato

這些變化導致哺乳動物的大腦尺寸從侏羅紀就開始逐漸增大,因為牠們需要適應,想辦法解讀來自周圍環境愈形增加的感官資訊。沒有這樣的發展,就不可能出現今天這麼大範圍的物種―從體型小又好動的鼩鼱到藍鯨這類深海巨獸。

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恐龍時代的哺乳動物有出乎意料的多樣性

在過去二十年間,新化石的出土,顛覆我們對恐龍時代哺乳動物的看法。這些動物從迴紋針大小的啃食動物到鬥牛犬大小的肉食動物都有。

適應攀爬的動物,用長長的手指在樹梢之間穿梭;擅泳的動物,潛水捕食水生昆蟲與魚類;鼴鼠般的挖掘動物,則以蠕蟲為食。有些動物也擅長滑行,就如今日的飛鼠,利用張開的皮瓣在樹間穿梭。

這些化石大多來自中國,細節保存得相當完整,揭露中生代哺乳動物的生態多樣性幾乎和現今類似大小的動物差可比擬。

展示於中國古動物館爬獸模式標本。圖/wikipedia

雖然這些驚人的多樣性,發生在侏羅紀與白堊紀的許多哺乳動物群體中,現代哺乳動物的祖先在當時並不特別顯著。隨著地球大陸的解體,這些動物被分開了,而在大滅絕事件之後,每個群體都在世界的不同地區建立起獨特的演化分支。

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比如說,包括大象、金毛鼴、海牛與蹄兔等在內的非洲獸總目,其祖先可追溯到非洲阿拉伯大陸。包括刺蝟、鯨、有蹄類、肉食動物與蝙蝠的勞亞獸總目,有共同的祖先在北半球。

有袋類哺乳動物存在於澳洲與南美洲。這個例子正說明了地球地質情況與生物之間的密切關係,創造出地球上獨特的生命模式。

——本文摘自《直立猿與牠的奇葩家人:47種影響地球生命史的關鍵生物》,2023 年 7 月,大塊文化,未經同意請勿轉載。

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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。

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浣熊喜歡洗手,不是因為愛乾淨?大角羊的角,可以跟全身骨頭一樣重?5 個你意想不到的動物冷知識——《天生就是超級咖》
遠流出版_96
・2022/12/29 ・1190字 ・閱讀時間約 2 分鐘

1. 愛情召喚陣:雄性白斑河豚會藉由沙畫來吸引雌性產卵

在日本奄美大島有一種白斑河豚,會花一周的時間,在海底打造直徑為自己身長20 倍的巨大圓形沙畫,像是海底的麥田圈!但河豚這麼做的原因不是為了藝術,而是為了吸引雌性。沙畫特殊的沙丘構造使得中央留下了細緻的沙,雌性便在此產卵。

2. 非賣品:青蛙利用液壓的原理將舌頭快速射出

青蛙的舌頭上層有黏質蛋白可以用來沾附獵物,舌頭肌肉間空隙充滿了水,當發現獵物時,可以利用液壓的原理讓平時捲起的舌頭快速而精準地射出。不但如此,舌頭可以觸及的角度還十分廣闊多變喔!

3. 交叉:雄性大角羊的角重量可達身體其他骨頭的總重

大角羊的角是永久性的,不會脫落,雄性的角可重達14 公斤,跟全身的骨頭一樣重,用來對抗捕食者和爭奪交配權。但若是長的角度不正確,有可能會影響進食,導致餓死,或甚至插入自己的頭部而導致死亡。

4. 本末倒置:浣熊喜歡洗手或洗食物不是因為愛乾淨

牠們十分依靠手部觸覺來辨識物體,浣熊前爪的觸覺神經數量高出大部分的哺乳動物四到五倍。並且前爪浸泡在水裡時觸覺會變得更為敏銳,所以就產生了浣熊什麼東西都要放入水中感覺一下的習性。

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5. 旋轉馬殺雞:鱷魚和成年的海牛可以和平共存

在美國的佛羅里達州的水域,可以看到海牛與鱷魚和平相處在同個環境的情況,儘管鱷魚看似兇猛,但牠們鮮少會去攻擊成年的海牛,有時甚至可以看到鱷魚和海牛共游的情況,鱷魚有時還會攀附在海牛身上搭便車。

——本文摘自《天生就是超級咖》,2022 年 10 月,遠流出版,未經同意請勿轉載

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