0

0
0

文字

分享

0
0
0

科博館熱河生物群特展,一同見證史前龐貝城

Yubari
・2020/02/22 ・1886字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

臺灣,在地球構造學者的眼中,是世界上最值得研究的地點之一。然而臺灣活躍的地質活動,也使岩石中的化石並不容易在千萬年時間中保存下來,加上身為一個年輕的島嶼,臺灣要出土一具恐龍化石的機會可說是微乎其微,這件事可說是許多人童年裡的一大失落。(還是只有我!?)

但不用難過得太早,在這個全球化的時代,就算是化石也可以出國玩。一批來自中國遼西地區的古生物們,現在就入住於台中的科學博物館。特展「熱河生物群」正在舉辦中!而這些貴客在地球科學的研究上,又有什麼樣的貢獻呢?不論你是已經看過展覽的人,或是正在前往看展的路上,都讓我們一起看看這次的特展,到底有哪些亮點吧!

為了配合來自遼西地區的化石,博物館使用水墨與古中文字體來設計主視覺。(圖/國立自然科學博物館)

熱河生物入土安,轉眼又過萬萬年

熱河生物群首先被發現於中國的遼西地區,當時還叫做熱河省,美國地質學家 Grabau 首先將這批化石生物群所在的地層稱作「熱河系 (Jehol series)」。之後隨著該地層出土的化石種類越來越豐富,中國古生物學家顧知微於是將這些生物總稱為「熱河生物群 (Jehol Biota)」。

美國地質學家Grabau(左)與中國古生物學家顧知微(右),兩者對於熱河生物群的研究有極大貢獻。(左圖/Smithsonian Institution Archives、右圖/Zi 字媒體)

熱河生物群生存的年代距今約 1.25 億年,當時的環境溫暖而潮濕,並且有旺盛的火山活動,水生生物多以淡水湖泊為家。當火山噴發時,有毒氣體會導致周遭生物死亡,落下的火山灰則覆蓋住生物的遺骸,讓化石得以極為良好的保存。因此,熱河生物群在近年也被中國科學家稱為「中生代的龐貝城 (a Mesozoic Pompeii)」1

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

(同一時期,台灣仍然還在歐亞大陸邊緣的海面之下,距離冒出水面還有一億多年。)

說到熱河生物群,就要先介紹具代表性的三種指標化石(熱河御三家?),分別是東方葉肢介、三尾擬蜉蝣和狼鰭魚。東方葉肢介長得像一隻住在蚌殼裡的蝦子;三尾擬蜉蝣則是昆蟲,特色為明顯的三根尾鬚;狼鰭魚則是一種小型的淡水魚。這三種生物在當時分布最廣泛,最常出現在化石之中,故成為了熱河生物群的指標化石。

在第一個展示櫃,大木…不對,是 Grabau 與顧教授彷彿對我這麼說:「從三種化石中選一個,作為你冒險的夥伴吧。」

飛鳥走獸初現身,綠木青草始開花

認識完熱河御三家,就可以出發去收服更多的熱河生物囉。1.25 億年前,正處中生代的最後一個階段──白堊紀。此時的地球,已經出現了許多現代生物的相近祖先,這次展覽的化石,也包含了昆蟲、魚類、兩爬甚至到原始的鳥類與哺乳類。

除了種類繁多,化石的完整性也是一大亮點。例如胎盤動物的祖先,攀援始祖獸,標本中除了完整的骨骼,甚至也保留了部分毛髮和軟骨組織。另外,一整窩的幼年恐龍和可見皮膚的鸚鵡嘴龍,一再顯示了火山的無情與迅速埋藏,讓我們得以窺見古生物的真實樣貌。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
鸚鵡嘴龍標本,部分皮膚清晰可見!

另外在植物方面,也展示了該地區最早的開花植物化石──被稱為中國四朵花之中的遼寧古果十字裡海果。代表了早在一億多年前,開花植物就已經出現,等待著新生代來臨後的大盛開。(終於遇到草系啦~灑花。)

前足換做一雙翼,恐龍變成一堆雞

看完了熱河生物各式各樣的化石之後,最後就是要來挑戰神獸啦。提到中生代的霸主,當然是非恐龍莫屬了,而這次展覽的亮點之一,就是具有羽毛恐龍化石。沒錯,它們準備要飛啦!

展示櫃中有許多具的帶羽恐龍化石,各自也有精美的想像圖。

這次展覽的帶羽恐龍,包含了顧氏小盜龍和奇異帝龍等具有原始羽毛的恐龍,而聖賢孔子鳥與豐寧原羽鳥等化石,則是代表原始鳥類的出現。而一系列化石與演變,證明了現代鳥類的祖先就是恐龍。

(展覽中也展示了數具翼龍化石,但翼龍並無羽毛也非恐龍,因此與鳥類的演化並無太大關聯。)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

化石繪畫說故事,熱河生物演歷史

本次展覽除了豐富珍貴的標本之外,也有很多文字與繪圖幫助觀眾認識化石。另外還有動畫區與拍照區透過輕鬆的方式來加深印象,即使是一般觀眾也能獲得樂趣。相當用心的特展,大力推薦給對於古生物有興趣,或是假期還不知道去哪裡玩的朋友!

除了化石,博物館也提供許多繪圖,供民眾寫生(?)和拍照。

參考資料

  1. Shao, T., Zhang, H., Wang, Q., Liu, Y., & Zhang, Y. (2017). A Mesozoic Pompeii: History of the Jehol Biota’s rise and fall. Acta Geologica Sinica‐English Edition, 91(5), 1893-1903.
文章難易度
Yubari
7 篇文章 ・ 6 位粉絲
一位小小小小地科研究生

2

11
4

文字

分享

2
11
4
小鳥為什麼不走路要用彈跳的?——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/25 ・1493字 ・閱讀時間約 3 分鐘

彈跳的鳥類

用雙腳移動時,只有鳥類會使用而人類不會用的動作,那就是彈跳。這種名為彈跳的運動既困難又麻煩,為什麼鳥要這樣子彈跳呢?其實到現在我們還無從得知。

如同前述,彈跳是兩腳幾乎同時一起跳的運動方式。我們常見的鳥,像是麻雀和日菲繡眼這種小鳥就是用彈跳的(圖一),而烏鴉在急的時候也會彈跳。

麻雀是兩腳並用一起跳,但也有兩腳稍微錯開來彈跳的物種。例如巨嘴鴉之類的鳥類身體會微微傾斜,左右腳些微錯開,用「噠噠、噠噠」這樣的節奏來彈跳。這兩種本質上的差異目前還不清楚,不如說彈跳跟跑步的差異也還不清楚,所以步行研究者目前也是束手無策。

圖一、麻雀的彈跳,左右腳微微錯開著地(照片 ③ 中偏差大約是 1/120 秒)

歐亞喜鵲這種鳥同時會彈跳也會跑步,但比較兩者的研究顯示,在跑步與彈跳中,腳的運動方式跟肌肉動作幾乎一樣。彈跳跟跑步一樣,是高速移動的方式,活用肌腱像是彈簧的功能來轉換動能跟彈性位能。然後,兩種的差別只有「雙腳交互動作」或是「幾乎一起動作」而已。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

彈跳和跑步除了腳動的時機以外沒有什麼不同,那為什麼只有一部分的鳥是用彈跳的呢?

這個問題,很遺憾現在的科學還沒有解開,現階段一致贊同的只有:一般認為會彈跳的鳥是相對小型的種類,以及常待樹上的種類。看了許多鳥以後,會發現確實小型的鳥很常彈跳。另外,喜歡待在樹上的鳥則是常用兩腳一起從一根樹枝跳到另一根樹枝上,所以在地上也同樣會用兩腳一起跳躍,這樣說來可能就會覺得可以理解。

但是在樹上彈跳,在地上也還是可以步行不是嗎?不這樣區分移動方式,應該是因為有什麼身體構造或生理學上的理由才對,但這問題至今仍然是謎。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/giphy

另一方面,小型的鳥喜歡彈跳的理由,如果用「彈跳適合用來高速移動」,可以解釋一部分的疑問。比起小型鳥,大型鳥的步幅更大,一般步行速度也比較快。如果小型鳥想跟大型鳥用同樣速度移動的話,就需要走得很快。像是人類,也很常在路上看到小孩要小跑步拚命跟上大人的走路速度。跟那個狀況相同,小型鳥有使用相對身體尺寸的高速進行移動的必要性。

想像看看會啄食掉落在地面的種子的鴿子和麻雀,如果用同樣密度灑餌,鴿子只要數步就能抵達下一個餌也說不定,但小型的麻雀需要移動相對更遠的距離才能拿到餌(圖二)。這樣一來就需要比較急著移動,這麼解釋或許也很合理。

圖二、假設在距離鴿子兩個身體遠的地方放餌,對體型較小的麻雀來說,同距離就需要移動六個身體的長度,不移動更遠的距離就沒辦法拿到餌。

但是彈跳和跑步如果是同樣的運動,那為什麼不能用跑的呢?「小型鳥比較需要快速移動」這種說明,很遺憾地似乎不能完全解釋為什麼要選擇彈跳。

但這麼簡單的問題,21世紀的科學還無法解釋,真是令人驚訝。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

所有討論 2
晨星出版
12 篇文章 ・ 3 位粉絲

0

0
1

文字

分享

0
0
1
為什麼腿短短,走路還搖搖晃晃?解密企鵝賣萌的背後真相!——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/24 ・1652字 ・閱讀時間約 3 分鐘

企鵝搖搖晃晃地走路

圖/giphy

說到用兩隻腳走路的鳥類,就不得不提企鵝。企鵝用兩隻腳在冰上搖搖晃晃走路的樣子非常可愛。在水中卻可以自由自在地高速游泳、追捕魚,這兩種樣子帶給人的印象有非常大的不同。

話說,企鵝意外地可以走很長一段距離。牠們會在地上蒐集石頭來作巢,所以當然要可以走到築巢的地點。通常企鵝類的繁殖群會位在距離海岸線幾百公尺的地方,但有時會在距離海岸 3 公里以上的內陸,想像企鵝排成一列搖搖晃晃地走 3 公里,實在是可愛至極。

說是這樣說,但是走 3 公里,我們人類都覺得有點遠了,企鵝真的可以搖搖晃晃走過去嗎?

牠們的走路方式感覺效率很差,好像很累。企鵝走路時腳會使用的力量以及計算其所需能量的研究顯示,企鵝的走路方式一如外表印象,效率很差。大概所有人都會覺得「我想也是」吧,但我們不妨來仔細思考為什麼會效率很差。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/giphy

鵝生好累!企鵝其實一直蹲著?

在討論企鵝的步行時,首先得要知道的是其獨特的體型。企鵝看起來是用兩隻腳站著,腳感覺極端的短。大概因為身上的毛色彷彿穿著燕尾服一樣,總覺得像是人類的喜劇演員一般。

但是牠嚴格說來並不是「站著」。看企鵝的骨骼圖(圖一)就很清楚。髖關節跟膝關節強烈彎曲的姿勢,以人類來說就是「蹲著」。換言之,企鵝時時刻刻都是蹲著的,連走路時也是蹲著的狀態。試著自己蹲著走路看看,就會像企鵝那樣搖搖晃晃地。牠們搖搖晃晃的姿態,背後的祕密就是體型與姿勢。

而由此延伸,企鵝的步行方式非常沒效率的理由,可能就是身體橫向搖擺和轉動幅度非常大。搖擺跟旋轉的動作,對前進而言怎麼看都是不必要的舉動,但是根據之前的研究,其實企鵝不搖晃反而效率會更差。之前也說過雙足步行的動能跟位能要有效率地轉換,才能有效率地運動,但企鵝似乎是用橫向搖擺的動作來進行這種能量轉換。

圖一、企鵝的樣子跟人很像,所以如果讓企鵝在山手線月台上排隊,也不會有人發現(右),但是如果看骨骼(左),企鵝蹲下來就可以跟站著的人類簡單區分開來。

短腿優先?

也就是說,企鵝走路效率不佳的理由,跟牠們這種體型跟姿勢有關。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

企鵝的腳確實很短,以現在還活著的企鵝種類來說,體型最大的皇帝企鵝的體重將近 20 公斤,和澳洲的平胸鳥類鶆䴈幾乎相同,然而比較這兩種鳥類的腿長的話,鶆䴈的髖關節大概在 80 公分高的位置,而皇帝企鵝大概在 30 公分高左右。明明體重差不多相同,企鵝的腳的長度卻只有鶆䴈的一半以下,步行效率差也是沒辦法的事。

本章已經反覆提過好幾次,腿愈長一般來說會步行速度愈快、效率也愈好,企鵝的短腳和蹲下的姿勢非常不適合走路,這點沒有人能否定。

圖/giphy

企鵝的腳會這麼短,恐怕是為了在寒冷地帶保住體溫。雖然也有棲息在熱帶的企鵝,但多數企鵝都棲息在極地,在水中跟地面上不失去體溫就是牠們最重要的課題。四肢末梢要是比較長,就會因為體積的表面積變大,容易失去體溫。所以在寒冷地帶演化的物種,耳朵等突出部位通常都會比較小。

雖然意外地能走很長距離,但企鵝仍然主要屬於在寒冷地區游泳的鳥類,為此演化出的短腿跟蹲著的姿勢,必須讓身體左右搖晃走路來補足才更有效率。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

晨星出版
12 篇文章 ・ 3 位粉絲

1

2
0

文字

分享

1
2
0
【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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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

所有討論 1
寒波_96
193 篇文章 ・ 1018 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。