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纖細完臼龍:三分像鱷魚,七分像恐龍?

江松樺
・2017/04/22 ・1801字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

雖然目前科學界對於恐龍與其他爬行動物之間的關係已經有了相當明確的認識,但是由於化石素材的缺乏、出土的素材保存狀況不佳,使得我們至今仍難以一窺這中間形態上的演變。維吉尼亞理工學院(Virginia Tech)的古生物學家涅斯彼特(Sterling Nesbitt)等人於本月 14 日描述了一個奇特的新物種-纖細完臼龍Teleocrater rhadinus),或許能填補這當中的空缺。

纖細完臼龍的骨骼復原圖及目前所發現之骨骼部位。圖/By S. Nesbitt et al.

纖細完臼龍出土於東非坦尚尼亞的曼達組(Manda Formation),雖然直到現在才正式被描述命名,第一塊屬於完臼龍的化石早在 1930 年代就被英國古生物學家派靈頓(Francis Rex Parrington)所採集,並存放於倫敦自然史博物館(Natural History Museum, London)。1950 年間,當時仍是博士生的凱瑞格(Alan Charig)依據骨盆上的凹槽將其命名為——「完臼龍」(Teleocrater)。

根據當時僅有的素材,只知道完臼龍應該是主龍類(Archosauria)的一員。由於缺少了像踝關節這樣的有效辨識特徵,所以當年凱瑞格無法確認完臼龍到底是比較靠近鱷魚或恐龍,也就一直未將其研究出版。直到涅斯彼特與他的研究團隊在 2015 年重回原處採集到更多完臼龍的化石後,才正式的描述了此一物種,並採用了原先凱瑞格所使用的名稱作為屬名。種小名則是描述其纖細的身型。

有著纖細體態的完臼龍。圖/By Gabriel Lio.

主龍類是一群相對較進步的爬行動物,除了現存的鳥類和鱷魚,同時也包含了所有已滅絕的非鳥類恐龍。這些動物曾經統治了地球上主要的陸域生態細長達 1 億 6 千萬年之久,可說是演化上相當成功的一群動物。根據涅斯彼特等人在 2011 年針對早期主龍類成員所整理出來的系統發生樹顯示,這些主龍類成員在距今約 2.5 億年前分化為兩個主要的演化支,分別為:偽鱷類(Pseudosuchia)以及鳥蹠類(Avemetatarsalia)主龍。

纖細完臼龍的復原圖。圖/By Gabriel Lio.

偽鱷類主龍包含了所有主龍類家族中較為接近鱷形超目(Crocodylomorpha)的所有成員,牠們是三疊紀時期的霸主,成員組成相當多樣化,從身披盔甲的植食動物─堅蜥(Aetosaur)、還有中大型的掠食動物─波波龍(Poposauroid)和迅猛鱷(Prestosuchid)。雖然牠們大多數的成員都沒能撐過三疊紀末期的大滅絕事件,但在牠們統治大地的這段時間裡所演化出的性狀也都能夠在往後出現的恐龍身上找到。

鳥蹠類主龍則是其他比較靠近恐龍跟鳥類的成員,是主龍類成員當中較進階的一個演化支,最早化石紀錄是在三疊紀中期的安尼西階(Anisian)。這個演化支除了大家最熟悉的恐龍之外,還包含了第一種成功翱翔於天際的脊椎動物─翼龍(Pterosaur)。踝關節連接的方式是辨識不同主龍類成員的重要特徵,鳥蹠類的踝關節結構看起來比較類似現今的鳥類,而其他較原始的主龍類成員的踝關節則有個球狀的凹槽將其鑲嵌在一起。

各種不同類群的主龍類及其踝關節。左:鱷形超目的美洲短吻鱷;中:鑲嵌踝類主龍(Crurotarsi)的雷留圖龍(Revueltosaurus);右:恐龍總目的賴索托龍(Lesothosaurus)。圖/By Jeff Martz.

纖細完臼龍的外表看起來就像典型的大型爬行動物,以四肢著地行走,纖細的體態看起來有點像現存的巨蜥。但如果細看那些四肢的骨骼結構就能夠發現……

纖細完臼龍其實是比較接近恐龍和鳥類的鳥蹠類主龍!

這個形象完全顛覆了過往多數古生物學家對於鳥蹠類主龍的想像─以後肢二足直立行走的動物。

完臼龍的外觀看起來就像是巨蜥一類的爬行動物。圖/By Mark Witton.

目前沒有適當的分類群能夠包含這些四足行走、看起來比較像傳統爬行動物的進階主龍類,所以涅斯彼特等人創建了一個新的類群─隱蜥類(Aphanosauria),藉此容納這些特徵上呈現過渡型態的進階主龍類成員,並和恐龍、鳥類所屬的鳥頸類主龍(Ornithodira)互為姊妹群。

其他可能屬於隱蜥類成員的尚有曾經被歸類為基礎恐龍的椎體龍(Spondylosoma)、過去被歸類為波波龍類的亞拉鱷(Yarasuchus)以及其近親唐古斯鱷(Dongusuchus),這些物種多半是過去難以在演化上確立其定位的物種。這項發現不僅改變了過往看待恐龍祖先及其近親的觀點,同時也顯示那些屬於恐龍和鳥類的近親其實在三疊紀時期的分布遠比原先預想的更為廣泛,完臼龍的發現以及隱蜥類群的建立將有助於了解這些動物在解剖特徵上演化的趨勢。

資料來源:Sterling J. Nesbitt. et al. The earliest bird-line archosaurs and the assembly of the dinosaur body plan. Nature, (2017). DOI: 10.1038/nature22037

本文轉載自作者部落格:PREHISTORIC BEASTS ,歡迎追蹤作者粉絲頁:遠古巨獸與他們的傳奇


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江松樺
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恐龍愛好者,粉絲團《遠古巨獸與他們的傳奇》作者。致力於將最新的脊椎古生物學與化石生物學新知帶進華文世界,藉此讓大家認識這些遠古巨獸最真實的面貌。


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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。