2

12
3

文字

分享

2
12
3

千元大鈔上的恐龍——台灣首次的恐龍化石紀錄

蔡阿修_96
・2021/05/25 ・4014字 ・閱讀時間約 8 分鐘

  • 作者 / 蔡政修|台灣大學生命科學系、生態學與演化生物學研究所、動物博物館

相信生活在台灣的大多數人都會希望能有著花不完的千元大鈔可以自由的使用。身為古生物學家,除了一方面幻想著能有數不盡的千元大鈔可以讓我花費在野外挖掘、探索遠古生物的滅絕與生存奧秘之外,我也常常盯著千元大鈔上的帝雉(學名為:Syrmaticus mikado,俗名又常被稱為「黑長尾雉」),思考著帝雉在台灣的演化歷程到底是怎麼一回事,像是什麼時候來到台灣、又是如何演化成只有在台灣才能親眼觀察到野外族群的特有種呢?

台灣千元大鈔上的帝雉和台灣第一件恐龍化石:雉科左腳部分跗跖骨標本。圖/蔡政修

餐桌上的烤雞、公園裡的麻雀,都是貨真價實的恐龍!

思索著這樣的古生物問題,或許和大多數人對於古生物研究的想像有點出入——在「侏羅紀公園」深遠的影響下,似乎只有研究暴龍、三角龍等主要出沒在中生代的恐龍們才能算是真正的古生物學研究一樣。但這也就是古生物、或其他基礎研究發現新知的樂趣一樣,藉由 1993 年幾乎風靡了全世界的「侏羅紀公園」電影,讓更多人、經費投入到古生物學的研究工作,到了現在,我在上課時所使用的恐龍教科書(由 S. Brusatte 所撰寫的《Dinosaur Paleobiology》)裡面清楚的寫著恐龍的定義為:

滅絕的三角龍和現生的麻雀最近的共同祖先、以及這一個共同祖先所有的後代都是恐龍。

換句話說,我們日常生活中會見到的麻雀、餐桌上美味的雞、鴨料理等,都是貨真價實的飛天恐龍和恐龍美食。也就是說,當我們翻開台灣生物多樣性目前的記載,台灣現今有超過 600 種以上的鳥類,也就可以說是台灣有 600 多種的恐龍——但更令人興奮的,在如此高度的恐龍多樣性裡,台灣有著 30 種左右的特有種恐龍!登上台灣千元大鈔的帝雉基本上就是台灣恐龍的代表物種之一。

餐桌上美味的烤雞,是貨真價實的恐龍。圖/Pexels

具備了這樣的認知後,台灣目前的古生物研究裡即使基本上沒有暴露在地表面的中生代沉積地層能讓我們尋找、挖掘幾乎每個人都能琅琅上口的暴龍、迅猛龍、三角龍等在中生代、新生代交界的 6 千 6 百萬年前就完全滅絕的「非鳥類恐龍(non-avian dinosaurs)」,但進入新生代後、恐龍的演化仍是相當蓬勃,在這一個當下,我們稱為「鳥類」的恐龍們,在基礎的生物多樣性分類中,物種數也有 1 萬種左右、這數字大約是現生哺乳動物的兩倍!

台灣也有恐龍化石,只是沒有人去尋找它們

在這樣的知識架構下,台灣也當然是一定要有、會有新生代的恐龍化石,畢竟當下我們眼前超過 600 種以上的恐龍、也有 30 種的特有種恐龍都不會是突然間蹦出來、而是應該有久遠的起源、演化歷程。就好像是一開始所提到的、在台灣的大家所熟知的特有種帝雉,不會是一開始來到台灣就是特有種,而一定是由目前仍未知的「祖先」來到台灣後,經歷了獨特的生存歷程、一代又一代的演變,搖身一變成為了在全世界其他地區都看不到、只有在台灣才能一睹風采的台灣特有種。

出人意料的是,翻開台灣從日治時期由早期日本籍的古生物學家們、像是著名的早坂一郎開始在台灣有系統的探索、研究化石到現在,卻是連一件正式的恐龍化石紀錄也沒有、就是高掛著一顆大鴨蛋。但這也就是科學研究、思維的重要性,即使長期以來在台灣都沒有正式的恐龍化石紀錄,但如文章前面所陳述的,台灣目前有這麼多恐龍、尤其是有 30 種左右的特有種恐龍,我們的腳底下一定會有恐龍化石。當然不是很容易尋找,但他們就是仍埋藏、沈睡在某處的沈積岩裡,等著我們願意有系統的投入相對應的資源、心力去探索——畢竟化石不會自己跑來我們面前說著:請研究我們吧。

早坂一郎。圖/Wikimedia

我 2018 年要從日本搬回台灣、在台灣大學生命科學系建置起古脊椎動物研究的實驗室前,我的研究方向其中之一就包含了要找尋、研究台灣至今仍沒有被知道、重視過的恐龍化石。也不意外的,當我真的回來後,幾乎每一個人都會問我說:「台灣真的有恐龍化石可以研究嗎?」之類的。沒有確切的證據之前,解釋著從古生物學的推論來判斷一定會有恐龍化石的相關說明後,也沒有太多的用處,畢竟大多數人就是想要看到真的實際有從台灣發現的恐龍化石。

默默耕耘的台灣化石獵人們

台灣看似不大、但如果真的到了野外,會感受到自己一個人能走到的野外地點、尋找到的化石標本極度有限。不過,台灣的古生物學其實從日治時期開始除了有日本籍如早坂一郎等古生物學家在撰寫相關的研究文章之外,其實早坂一郎也培養出了台灣當地的「化石獵人」,像是被稱為化石爺爺的陳春木。二次大戰結束後,早坂一郎和其他的研究人員陸陸續續回日本後,陳春木仍是默默的在台南的野外地區收集相關的化石標本,也因為這樣影響了一些當地民眾,帶起了更多人一起成為化石獵人。

陳春木在我還沒有機會遇到之前的 2002 年過世。但我到台南一邊在野外找化石之餘,也一邊和後繼的化石獵人聯絡、討論台灣古生物學研究的狀況和可能性。這段期間我也連絡上侯立仁——一名在台南相當著名、但低調的化石收藏家。我不時的表達出我正在尋找台灣的恐龍化石(也就是「鳥類」化石),在多次的拜訪、討論後,侯立仁拿出了一件他收藏了超過 20 年的化石標本——很清楚的就是恐龍腳部跗跖骨的一小段。

在我超級興奮之際,來來回回的討論過後,侯立仁也願意將這一件得來不易、在台灣的古生物研究領域中是極度稀少的化石標本捐贈給我,讓此化石標本進到我所任職的台灣大學生命科學系的古脊椎動物演化及多樣性實驗室裡的典藏系統永久保存和後續的研究!

有了侯立仁所捐贈的化石標本,現在,台灣的恐龍化石紀錄不再是一片空白!此發現也已經正式的刊登在國際間鳥類學的研究期刊中(Journal of Ornithology)。

台灣第一件恐龍化石,與帝雉、藍腹鷴同為雉科成員

這一件新生代的鳥類恐龍約略生存在 40 萬到 80 萬年前、出現的地點為目前的台南。化石標本即使沒有很完整,只有保存了左腳跗跖骨(確切的骨骼結構名稱為:tarsometatarsus)的遠端一小段,但主要的關節面和形態都保存的相當完整,足夠讓我們能從事後續的形態分析和研究。

跗跖骨的第三滑車的上部接合面是不對稱的形態,是可以辨識為雞形目成員的關鍵特徵。再更近一步的觀察手上所握有的這一個化石標本,跗跖骨的第二和第三,或是第三和第四滑車結構的間距都不大,加上第二滑車的構造有向足底面彎的形態,清楚的指出這一件只有保存了跗跖骨遠端約 2 公分長度的化石標本隸屬於雉科的物種。

圖二:台灣第一件恐龍化石:雉科左腳部分跗跖骨標本,和帝雉、藍腹鷴、環頸雉的形態比對。圖/參考文獻

提到「雉」這一個字,或許有人已經聯想到了我們一開始所提到的「帝雉」,沒錯,帝雉就是台灣雉科成員的代表性物種之一。更令人著迷的是,台灣的雉科成員目前有 7 種原生種,但有超過一半的物種(4 種)是特有種!換句話說,台灣雉科的鳥類恐龍類群中,形成特有種的比例相當高,有:帝雉、藍腹鷴、台灣竹雞、台灣山鷓鴣(環頸雉被認定為是台灣的特有亞種,還沒有達到「特有種」的地位)。

帝雉(黑長尾雉,Syrmaticus mikado)雄鳥。圖/chinaberryhuang, iNaturalist

看到確切的化石標本時,大多數的人或許都需要睜大眼睛來看,因為保存的長度是 2 公分多、寬度也只有 1 公分多一點。但這第二、第三、第四滑車集結所形成的跗跖骨寬度能有一公分多,其實在鳥類恐龍裡是很大的跗跖骨,在台灣的雉科物種裡能達到這樣大小的也只有:帝雉、藍腹鷴、和環頸雉。換句話說,台灣第一件的鳥類恐龍化石即使沒有很完整,但也能近乎奇蹟似的鎖定到帝雉、藍腹鷴、或環頸雉等大型的雉科成員。

跗跖骨化石是個起點,未來還有豐富的證據等待被挖掘

化石標本看起來不完整、形態鑑定上似乎也很有限,或許會讓很多人對於台灣第一件恐龍化石感到失望。不過,換個角度想,這也就是從事研究、探索未知的樂趣,一開始的發現或許看似不起眼,但那從零到一的突破,其實是有機會能引起無限的可能性、和後續更大的研究力道。就好像帝雉在 1906 年被發現、命名時也只有兩根尾羽、始祖鳥在 1861 年第一次公開發表時也只有一根羽毛。又或是歷史上第一件有正式學名的中生代非鳥類恐龍的命名可以回到 1763 年、也只有腳部股骨遠端的一小段,而且被取名為或許有點不雅、但令人難忘的:人陰囊(學名:Scrotum humanum)!目前這一個學名已經被Megalosaurus bucklandii(可翻成:巴克蘭巨龍)所取代。

巴氏斑龍的等價模式標本,包含巴克蘭在 1824 年擇定為選模標本的齒骨,位於牛津大學自然歷史博物館。圖/Ballista, Wikimedia

這樣的起點不僅沒有減損其價制,反而造就了更迷人的故事、引發了更多人的幻想,從而有了更多的研究成果和大家的重視。或許還是有人會覺得這一個發現不是中生代的非鳥類恐龍,不夠酷炫之類的想法——也就更因為是古生物學家,我也才更加寄望能藉由提供正確古生物學知識。如文章一開頭所提到的:鳥類就是貨真價實的恐龍,來顛覆台灣長期以來幾乎沒有古生物學家能提供這樣顛覆世界觀的思維給大家來重新看待我們眼前的世界——台灣就是有恐龍化石可以挖掘、研究,也需要我們投入更多的心思、資源,才能利用台灣的恐龍化石研究跟世界接軌。

參考資料

文章難易度
所有討論 2
蔡阿修_96
1 篇文章 ・ 5 位粉絲
我是蔡政修 - 古生物學家,主要研究鯨魚化石、演化,和台灣的遠古動物們(當然,包含了恐龍化石)。 就好像我這張上下顛倒的大頭照一樣,古生物的研究就是能不斷顛覆我們的世界觀。

0

3
2

文字

分享

0
3
2
【2023 年搞笑諾貝爾獎快訊】10 項怪奇獲獎研究出爐
PanSci_96
・2023/09/15 ・3874字 ・閱讀時間約 8 分鐘

一年一度、讓你廢到笑出來的搞笑諾貝爾獎,今年在美東時間 9 月 14 日下午 6 點準時直播。

今年的主題為「水」,這次 10 項獲獎都或多或少與「水」有關(但大部分是口水),現在就快讓我們一起來看看今年的得獎快訊,並一起期待後續的個別研究報導吧~

化學和地質獎:為什麼地質學家與古生物學家會舔化石

這是一封說明「過去」地質學家與古生物學家,為什麼會有舔化石習慣的「快訊」(發表在期刊上,但被歸類為快訊),這封快訊說了幾個故事,其中最讓我印象深刻的,是「義大利地質之父」的喬瓦尼·阿爾杜伊諾(Giovanni Arduino,1714-1795)用自己的舌頭「品嚐」這些化石,分類出可能是史上第一個「地質時期」

故事的亮點是引用了喬瓦尼·阿爾杜伊諾的研究紀錄,看起來就像是個美食家在品嚐化石。

文學獎:重複寫字,直到感覺不對勁

A 編小學時,曾被老師罰抄生字 100 遍,寫到一半突然懷疑這個字是不是這樣寫,趕緊回頭看前面寫的字,還把課本翻出來看才確定自己沒有寫錯。

上述的情境,稱為「猶昧感」(Jamais Vu),「猶昧感」是「既視感」(Deja Vu)的反義詞,描述人們對熟悉的事物,突然感到陌生,也是這篇論文主要探討的主題。

這研究的笑點在於他的實驗,他們讓受試者一直重複寫同一個字,跟小學被老師罰抄生字一樣。

實驗中,約有三分之二的受試者體驗到「猶昧感」,這些受試者大約在重複 30 次或一分鐘後開始感到異狀。另外,研究也發現平常越容易發生「既視感」的人,也更容易發生「猶昧感」,未來「猶昧感」的相關研究,可能會加深我們對「既視感」的理解。

  • 原文研究: “The The The The Induction of Jamais Vu in the Laboratory: Word Alienation and Semantic Satiation,” Chris J. A. Moulin, Nicole Bell, Merita Turunen, Arina Baharin, and Akira R. O’Connor, Memory, vol. 29, no. 7, 2021, pp. 933-942.  doi.org/10.1080/09658211.2020.1727519

機械工程獎:死靈機器蜘蛛

會招喚骷髏或操縱屍體的死靈法師稱為 Necromancer,而科學家再次中二病發作,把用液壓操控的蜘蛛屍體,稱作 Necrorobotics 死靈機器。

我跟同事討論這種死靈機器,算不算是一種仿生科技?他覺得是,我覺得不是,你們覺得呢?

  • 原文研究:“Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators,” Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor J. Shimokusu, and Daniel J. Preston, Advanced Science, vol. 9, no. 29, 2022, article 2201174.  doi.org/10.1002/advs.202201174
死靈機器蜘蛛。

公共醫學獎:斯坦福馬桶

恩,就是接上各種感應器的物聯網馬桶,能即時檢測使用者的糞便與尿液。這東西最酷的是能「肛門辨識」,只要坐到馬桶上,斯坦福馬桶就能透過肛門的型態,辨識出使用者!

因為這個獎項,我才知道原來每個人的肛門都長得不一樣……謝謝你,搞笑諾貝爾獎。

  • 原文研究:
    •  “A Mountable Toilet System for Personalized Health Monitoring via the Analysis of Excreta,” Seung-min Park, Daeyoun D. Won, Brian J. Lee, Diego Escobedo, Andre Esteva, Amin Aalipour, T. Jessie Ge, et al., Nature Biomedical Engineering, vol. 4, no. 6, 2020, pp. 624-635.  doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9
    • “Digital Biomarkers in Human Excreta,” Seung-min Park, T. Jessie Ge, Daeyoun D. Won, Jong Kyun Lee, and Joseph C. Liao, Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, vol. 18, no. 8, 2021, pp. 521-522.  doi.org/10.1038/s41575-021-00462-0
    • “Smart Toilets for Monitoring COVID-19 Surges: Passive Diagnostics and Public Health,” T. Jessie Ge, Carmel T. Chan, Brian J. Lee, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, NPJ Digital Medicine, vol. 5, no. 1, 2022, article 39.  doi.org/10.1038/s41746-022-00582-0
    • “Passive Monitoring by Smart Toilets for Precision Health,” T. Jessie Ge, Vasiliki Nataly Rahimzadeh, Kevin Mintz, Walter G. Park, Nicole Martinez-Martin, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, Science Translational Medicine, vol. 15, no. 681, 2023, article eabk3489.  doi.org/10.1126/scitranslmed.abk3489

傳播獎:嗎話說著倒能你?

趣有超也獎學播傳,心擔別,的常正是來過反來起看子句得覺在現你!

你有試過快速把彩虹的顏色順序倒著背,或是把你說話中的每個名詞都倒過來講嗎?大家都知道這超難,但這份研究中的兩位受試著確有著超強「顛倒單字或語句」的能力。

研究對象以西班牙語為母語,他們能在對話中輕鬆地將 banana 念成 ananab,或是將「 basket is fun」念成「nuf si teksab」。研究著重在這兩位有著特殊能力的人,推理、記憶能力是否優於常人,以及大腦灰質、白質比例與一般人(對照組)是否有差別。

大腦如何組織語言一直都是個有趣的研究題目,像是為什麼中文的序順不會響影到閱讀,這也是 A 編跟大家都一樣好奇的。而了解大腦語言是如何形成的,也能推進對於失語症、癡呆症的症狀研究。

  • 原文研究:“Neurocognitive Signatures of Phonemic Sequencing in Expert Backward Speakers,” María José Torres-Prioris, Diana López-Barroso, Estela Càmara, Sol Fittipaldi, Lucas Sedeño, Agustín Ibáñez, Marcelo L. Berthier, and Adolfo M. García, Scientific Reports, vol. 10, no. 10621, 2020.  doi.org/10.1038/s41598-020-67551-z

醫學獎:屍體兩個鼻孔的鼻毛數量是否一致?

俗稱鬼剃頭的「圓禿」(Alopecia areata)不只會頭髮脫落,同時睫毛、眉毛與鼻毛也會脫落,其中,鼻毛脫落會增加得到過敏、呼吸道感染的機率。

由於鼻毛的相關研究非常少,為此,研究者調查 20 具「遺體」的鼻毛數量與長度,並收集相關病史、死往原因…等數據,來評估正常人的鼻毛數量與長度。研究結果顯示,平均每個鼻孔的鼻毛數量約為 120~122 根,左右鼻孔並沒有顯著差異,鼻毛平均長度大約是 1 公分。

  • 原文研究:“The Quantification and Measurement of Nasal Hairs in a Cadaveric Population,” Christine Pham, Bobak Hedayati, Kiana Hashemi, Ella Csuka, Margit Juhasz, and Natasha Atanaskova Mesinkovska, Journal of The American Academy of Dermatology, vol. 83, no. 6, 2020, pp. AB202-AB202.  doi.org/10.1016/j.jaad.2020.06.902

營養獎:電流有一股「電味」

日本明治大學教授宮下芳明 (Homei Miyashita)與他的團隊,發現在筷子與吸管上附加微弱電流,會改變食物的味道。

他們發現微弱電流刺激舌頭時,會產生一股「電味」(論文上寫 Electric taste,你說我要怎麼翻比較好) 。這股「電味」味道如何呢?基本上沒有味道(不能啟動味覺細胞),但如果有其他味道存在,例如鹹味(氯化鈉)或鮮味(麩胺酸鈉),電味會讓食物吃起來更鹹或更鮮。

接著,他們發明了連著電線的通電筷子與吸管(看起像整人玩具),證明了通電筷子與吸管確實能在不改變食物味道的情況下,讓人們吃進更少的鹽跟味精。

通電吸管構造
  • 原文研究:“Augmented Gustation Using Electricity,” Hiromi Nakamura and Homei Miyashita, Proceedings of the 2nd Augmented Human International Conference, March 2011, article 34.  doi.org/10.1145/1959826.1959860

教育獎:系統性研究課堂上感覺無聊的學生與老師

你覺得上課無聊嗎?多半人都會問答「是」,而這系列研究仔細分析了為什麼上課無聊,且越來越無聊的原因。

你可能會想:「那不就是老師上課很無聊啊,老師不有趣阿。」我只能說你們這樣太沒同理心了,搞不好老師也在想:「教你們真無聊!」

所以,研究者第一個想探討的問題是:「老師如果覺得無聊,會不會讓學生也覺得無聊。」先說結論,不會。

雖然學生不會刻意去了解老師的心情。但如果學生明確感受到老師很無聊,像是死氣沉沉地念課文,學生就會覺得這堂課更無聊,進而影響學習動機與學習成效。某種程度上,研究還是印證了「老師不有趣覺得無聊」這件事,但老師是否在強顏歡笑,這就不得而知了。

另一個問題則是:「是不是想著上課很無聊,就會覺得更無聊?」沒錯,的確是這樣!只要上課前預期這堂課很無聊,那這堂課就會比你預期的還要更無聊!

  • 原文研究:
    • “Boredom Begets Boredom: An Experience Sampling Study on the Impact of Teacher Boredom on Student Boredom and Motivation,” Katy Y.Y. Tam, Cyanea Y. S. Poon, Victoria K.Y. Hui, Christy Y. F. Wong, Vivian W.Y. Kwong, Gigi W.C. Yuen, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, vol. 90, no. S1, June 2020, pp. 124-137.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31342514/
    • “Whatever Will Bore, Will Bore: The Mere Anticipation of Boredom Exacerbates its Occurrence in Lectures,” Katy Y.Y. Tam, Wijnand A.P. Van Tilburg, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, epub 2022.   doi.org/10.1111/bjep.12549

心理學獎:你會跟著抬頭看天空嗎?

他們到底在看什麼?眼前一群人停下腳步抬頭看著上方,你一定會跟著將視線移向相同的地方,看看他們到底在看什麼。

沒錯,這就是著名的從眾效應,或稱做群聚效應、羊群效應。這個1969年進行的經典實驗,應該很多人也聽說過。Stanley Milgram、Leonard Bickman、Lawrence Berkowitz 三人組,在紐約的街道上測試要有多少人同時往上看,才能吸引其他人也駐足湊熱鬧。

這個實驗能得獎感覺毫不意外,甚至覺得怎麼現在才得獎!

群聚效應引響甚遠,因為整個社會的運作都養類人與人之間的互動與連結。不管是跟風買東西、參與熱鬧的大型活動、政治意識型態的抉擇等等,都能看到群聚效應影響著人們的身影。

大家都有可能是羊群裡面的羊。

  • 原文研究:“Note on the Drawing Power of Crowds of Different Size,” Stanley Milgram, Leonard Bickman, and Lawrence Berkowitz, Journal of Personality and Social Psychology, vol. 13, no. 2, 1969, pp. 79-82. psycnet.apa.org/doi/10.1037/h0028070

物理學獎:一群鯷魚能影響海流?

一隻拍翅膀的蝴蝶能讓海的對面產生颶風,那一群在海中游泳的鯷魚呢?他們可能直接影響了洋流與海面的大氣流動。

如果要計算颱風能量或是海洋鹽分的變化,我們通常會考慮海面風速與氣壓,要不然就是洋流、海溫和密度的垂直梯度等等。但這份研究發現,我們或許忽視了大海居民造成的影響。

研究發現只要到了鯷魚的產卵季,當天晚上海面附近海水的垂直混合程度會增加10~100倍。也就是這群游動的小魚們,像是攪拌棒一樣攪混了上層海洋,程度相當於地球物理現象造成的影響,對海溫與營養鹽分布的作用可能比我們想像的還大。

  • 原文研究: “Intense Upper Ocean Mixing Due to Large Aggregations of Spawning Fish,” Bieito Fernández Castro, Marian Peña, Enrique Nogueira, Miguel Gilcoto, Esperanza Broullón, Antonio Comesaña, Damien Bouffard, Alberto C. Naveira Garabato, and Beatriz Mouriño-Carballido, Nature Geoscience, vol. 15, 2022, pp. 287–292.  doi.org/10.1038/s41561-022-00916-3
PanSci_96
1190 篇文章 ・ 1752 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

1
1

文字

分享

0
1
1
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。

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。

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。

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。

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。

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。

大塊文化_96
11 篇文章 ・ 13 位粉絲
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。

1

1
0

文字

分享

1
1
0
國中會考即將放榜!自然科時事閱讀題該如何破解?
Student.PanSci_96
・2023/06/07 ・1300字 ・閱讀時間約 2 分鐘

從各種大考的考古題中,我們都能發現「時事」在自然科的重要性,在 108 課綱中,又更強調閱讀素養,重視課程知識與生活概念的結合,可想而知,社會上發生的各種重大事件都有可能融入成為考題。今年(112 年)的國中教育會考,自然科的考題中就拿了三年前的一則真實事件當作考題(圖一),讓學生進行判讀!

(圖一) 112 年國中教育會考自然科第 40 題。圖/台灣師範大學心測中心

這個事件發生在 2020 年三月,俄羅斯一名網紅舉辦泳池生日趴,將 25 公斤的乾冰直接倒入泳池製造氣氛,結果不幸釀成 3 死的意外。這則新聞在社會大眾眼裡可能只是個不幸的意外,但是在自然科教師的眼裡,卻是同學們需要了解的知識,更是個出考卷的絕佳考題(只是沒想到隔了三年才考出來)。

科學生的閱讀任務裡面,搭配八年級上學期的文章「國中理化告訴你:為什麼不該在派對上,將 25 公斤乾冰丟泳池?」(圖二),就針對這個事件做了介紹與科學原理的分析:乾冰的升華、大量二氧化碳對於人體的危害作用機制等,等於同時用理化與生物課程的角度來對事件進行簡單、國中生能夠理解的介紹。

(圖二) 以時事中所含的科學概念來出題,是大考的重要方向。圖/科學生部分截取

雖然這次的考題主要概念,是希望同學們根據空氣的組成成分來進行分析。但如果能對這個事件更有熟悉感,也了解生活時事大概會用哪種方式融入考題,相信碰到類似題型時,就更容易輕鬆作答啦!

今年(112年)的國中教育會考,自然科的考題裡面,由第 43、44 題構成的題組(圖三),設計上包括較長的題幹敘述、圖片與表格,顯然是要考驗學生的閱讀與圖表判讀。主題內容則是兩個嶄新時事議題的結合──燕麥奶和碳排放。

(圖三)112 年國中教育會考自然科第 43、44 題。圖/台灣師範大學心測中心

第 43 題的考點出自於七上的營養,第 44 題則考跟生物、理化、地科都有點關聯的碳排放,這出題方向相當符合 108 課綱所強調的,學生所學的知識概念必須能夠跨科進行統整。

相比之下,43 題只要記得糖會分解成醣,而蛋白質會分解成胺基酸,就能回答;但 44 題碳排放的概念,同學們可能熟悉度較低。幸好,只要讀懂圖表,也看懂題幹沒有被繞暈(問固定碳排量下能生產的量,所以是碳排最低的杏仁奶生產量最多),還是能夠回答。

延伸閱讀:燕麥奶為什麼這麼好喝?如牛奶般微甜、絲滑的口感是怎麼來的?——解析燕麥奶的加工原理

在科學生的閱讀任務裡面,也提供了許多最新時事與課程結合的閱讀練習,例如:題組中的燕麥奶與碳排放議題。透過練習,可以降低同學們對陌生內容、長篇文章的恐懼感,並且逐漸了解科學文章的構成,而能更快抓住文內的重點。

想要進一步了解更多內容的話,閱讀任務內也有連結可以直通 PanSci 泛科學的原文。透過科學生的閱讀練習,訓練了素養能力,更提升了會考成績。

所有討論 1
Student.PanSci_96
56 篇文章 ・ 14 位粉絲
由 PanSci 泛科學 X 南一書局 X 科學月刊 聯手打造:《科學生》科普閱讀素養線上學習平台,集結三大教育品牌的堅實陣容,提供搭配國中課程的科普文章及試題,增進孩子對科學知識的理解,掌握最新的科學脈動,逐步培養科學素養!