0

7
5

文字

分享

0
7
5

雲豹的「劍齒」?——從化石解構現生動物

Crystal_96
・2021/06/01 ・3814字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 作者 / 黃曉君

台灣到底還有沒有雲豹 (Neofelis nebulosa) 一直都眾說紛紜,雖然多年沒有正式紀錄,但牠的名字還保存在我們的保育名錄中;在臺北市立動物園裡,我們也還是可以一睹雲豹神秘的身影。這麼受歡迎的大貓,竟然有比獅子老虎還要兇的犬齒!不過大家知道其實雲豹的犬齒是很像「劍齒」嗎?沒錯,就是印象中兇巴巴的那隻劍齒虎的「劍齒」!

劍齒虎這個名詞應該大家都有聽過,但它實際上是指哪些物種呢?有很多牙齒長長扁扁,外表看起來像大貓的都被叫做「劍齒虎」,但有些其實並不屬於貓科 (Felidae),像是袋劍虎科 (Thylacosmilidae) 是屬於有袋類的,並不是真正的劍齒虎。牠們的劍齒與貓科的劍齒並不是同源,而且使用的方式也可能不一樣。真正屬於貓科的劍齒虎都是劍齒虎亞科 (Machairodontinae) 的成員,其中包括了最有名的斯劍虎 (Smilodon) 和似劍虎 (Homotherium)。而牠們除了外表獨特以外,捕獵的行為模式也跟現生的獅子老虎有所不同。

雲豹。圖/Wikipedia

劍齒虎的捕獵方式與老虎有甚麼不同?

在了解雲豹的犬齒怎麼會像劍齒之前,先來了解一下同屬貓科的劍齒虎是怎麼利用劍齒來獵食的吧。劍齒在我們的印象中,都是長長尖尖的,在嘴巴的兩邊突出來,是劍齒虎最有標誌性的特徵。但其實劍齒可不只是長而已,更重要的是它是扁平狀的,好像從左右兩邊被壓扁了一般,變成像刀一樣的形狀,看起來攻擊力滿分。

但是劍齒虎也不光靠劍齒就可以完成攻擊的哦,還需要不同骨骼與肌肉的配合,才能狠狠地刺到獵物的要害。把劍齒虎跟體型和食性較相近的豹屬 (Panthera) 大貓,像是獅子和老虎相比的話,劍齒虎的頭骨兩側,外耳孔附近的顳骨乳突 (mastoid process) 會比較大而且位置較低。這個乳突連接的是頭前斜肌 (m. obliquus capitis cranialis),這塊肌肉會把頭部連接到第一頸椎,讓頭部可以上下移動。

因為乳突的位置不一樣,現生豹屬類的大貓,肌肉收縮的時候會把頭往上拉;而劍齒虎則是把上顎往下拉,乳突較大也表示牠們的肌肉更大更強壯。由於這個乳突的結構位置與現生大貓不同,劍齒虎才有辦法把上顎用力往下拉,把犬齒刺進獵物的皮肉,而現生的大貓則沒辦法借用頭前斜肌的力量作強度較高的咬合。

老虎(上)與似劍虎(下)的骨骼和肌肉復原圖,肌肉 6 為頭前斜肌。圖/參考資料 2

劍齒虎捕獵時,會先用上下顎咬住獵物的頸部,頭前斜肌收縮,把上顎往下拉,用力地把劍齒刺進去,就好像把兩把鋒利的刀捅下去一樣。這個捕獵方法叫「canine shear bite」,可以在短時間內對獵物的氣管造成很大的傷害和失血量,快速地把獵物殺死,避免獵物掙扎弄斷牙齒,或獵物被其他掠食者偷走,讓劍齒虎在更新世的激烈資源競爭中更有優勢。而獅子老虎等現生大貓則是用「suffocating bite」來殺死獵物,牠們用力咬住獵物的脖子直到牠們窒息而死,所以需時較久,但牠們的犬齒比較短,在獵物掙扎時被弄斷的風險也比較低,所以「suffocating bite」也是有其優勢的。

已經滅絕的劍齒虎,我們還是可以用化石和現生大貓的骨骼形態,加上肌肉的解剖研究去重現牠們的捕獵模式。那同屬肉食大貓的雲豹,形態和行為模式會像誰呢?

雲豹長長得犬齒是「劍齒」嗎?

雲豹的外觀看起來比較像現生老虎或花豹,事實上,英國人第一次看到並命名雲豹的時候也以為牠們就是老虎的一種。當我們去看雲豹的頭骨時,卻可以看到一個跟其他現生大貓非常不一樣的地方,就是牠們的犬齒很長,比起老虎更像劍齒虎!那牠們的犬齒真的是「劍齒」嗎?

比較雲豹和其他的現生貓科,尤其是豹屬的成員的上犬齒與牠們頭骨的比例的話,會發現雲豹的上犬齒真的要長很多,與較為原始的劍齒虎的比例非常接近,而完全不像老虎或花豹。

而且,雲豹的嘴能張非常大,上顎和下顎之間可以張開到接近九十度,是在現生食肉目中最大的。這個特徵也是和劍齒虎很相關的,劍齒虎因為上犬齒太長了,嘴必須張大一點才可以利用犬齒獵食,因此牠們的嘴也是可以張開到九十度左右。相反,現生大貓像美洲獅這種掠食者,也只能把嘴張到大槪六十五度而已。

雲豹(左)與美洲獅(右)的頭骨對比,雲豹是肉食目中嘴可以張最大的物種。圖/參考資料 3

這樣看來,雲豹與現生貓科好像格格不入,那牠是劍齒虎的一種嗎?答案是還不算是哦!當劍齒虎的要求可是很高的!上犬齒除了要夠長,還要夠扁。可惜雲豹的上犬齒長是長,卻比較像其他現生大貓,横切面是偏橢圓形的,不夠扁平。而且真正的劍齒虎為了容納變大的上犬齒,下犬齒會變小,有些甚至像門齒一樣。可是,雲豹的下犬齒的大小還是比較接近現生的大貓,比門齒大多了。因此,雲豹要當劍齒虎,還有一段不短的距離。

誰是雲豹的親戚?

雲豹既像劍齒虎,可是有些特徵像現生大貓,那牠們到底跟誰關係比較親近呢?說到底還是跟豹屬大貓比較親近的,豹屬(老虎、獅子、美洲豹、花豹、雪豹)與雲豹都屬於貓亞科 (Felinae),豹屬是雲豹的姊妹群,全部成員與雲豹的親緣關係都是一樣的,沒有誰和雲豹比較親近也沒有誰比較疏遠。

反觀劍齒虎亞科,在斯劍虎和似劍虎的化石中保留下來的古基因就告訴我們,牠們並不在貓亞科裡面,而是整個貓亞科的姊妹群。根據分析結果,劍齒虎亞科和貓亞科早在大概兩千兩百萬年前就分化出來了,因此劍齒虎與雲豹之間的關係是相對疏遠的。

劍齒虎亞科和現生貓科動物的親緣關係,劍齒虎亞科是貓亞科的姊妹群。圖/參考資料 7

至於豹屬和雲豹,牠們則在約一千八百萬年前才在貓亞科裡分化出來,而雲豹在六百多萬年前又和豹屬分開。從豹屬物種都沒有像劍齒虎的特徵來看,雲豹的這些特徵應該是和豹屬分道揚鑣了以後獨立演化出來的,和劍齒虎並無同源的關係。既然並不是遺傳自劍齒虎,那雲豹長長的牙齒和獨一無二的大嘴,用途會和劍齒虎一樣嗎?

雲豹也可以一擊斃命嗎?

雖然雲豹從各種特徵來說還算不上是劍齒虎,但畢竟也是擁有在現生貓科中最像劍齒的犬齒,那牠可以用劍齒虎的「canine shear bite」去把獵物快速咬死嗎?答案是—還不可以。就如前面提到,劍齒虎殺死獵物並不是只靠犬齒的,還需要用到連接頭骨跟第一頸椎的頭前斜肌。從變大和位置靠下的顳骨乳突可以看出,這個肌肉在劍齒虎中是比現生大貓大而強壯,並可以把上顎往下拉。反觀雲豹的顳骨乳突就比較像現生大貓,沒有增大,位置也沒有下移,頭前斜肌的力量較小而且由於乳突的位置限制,並不能把上顎往下拉。因此,雲豹用犬齒咬下去的時候力量沒有那麼大,並不能像劍齒虎一樣造成大量出血和致命創傷。

雲豹與其他貓科動物的顳骨乳突(mp)對比,雲豹的乳突比較像現生貓科,劍齒虎的乳突較大及位置靠下。A:美洲豹貓,B:獵豹,C:獅子,D:老虎,E:雲豹,F:斯劍虎。圖/參考資料 3

由此可以推斷,雲豹並不可以使用跟劍齒虎一樣的手段去狩獵。那牠們會是像現生豹屬大貓一樣,咬住獵物讓獵物窒息而死嗎?有可能!可是,雲豹的犬齒和張嘴的角度,又跟其他現生肉食性的大貓很不一樣,所以牠們也許會有不同的狩獵策略。其中一個可能性就是牠們正在往劍齒虎的方向去演化,或者是牠們既不像豹屬大貓,也不像劍齒虎,而是佔據了一個獨一無二的生態區位。

可是,雲豹又沒有滅絕,為甚麼我們不直接去觀察活生生的雲豹怎樣去捕獵呢?這是因為雲豹的數量本來就稀少,牠們又比較神秘,喜歡躲起來,導致牠們的行為模式,包括用甚麼策略捕獵都還沒有詳細的觀察紀錄和充分的研究。在動物園裡,牠們通常都是被喂食像松鼠這類體型比較小的動物;但在野外,牠們應該是可以捕食體型與牠們差不多大的獵物的。因此牠們是如何捕獵的,還需要更多野外的觀察去解答。

從化石解構現生動物

從雲豹的個案中,我們可以看到古生物的研究如何跟現生的物種息息相關:如果只看現生的大貓,我們或許沒辦法找到與雲豹的犬齒相似的物種,可是當我們去看化石紀錄時,就會發現原來這種長長的犬齒在以前也曾經被演化出來過,繼而再去討論雲豹可能有的生態區位。因此,並不是只有現生動物的研究可以幫助我們理解已經滅絕的物種;反過來,化石物種也可以協助我們對現生動物的研究和詮釋。

而不論雲豹到底是用甚麼方式去捕獵,牠們都代表了一個獨一無二的演化譜系,唯一一個擁有與已經完全滅絕的劍齒虎亞科相似特徵的物種,只有好好保育牠們,我們才可以更好的去研究牠們的行為模式,也才可以在未來看到牠們到底會演化出甚麼樣的形態和捕獵策略。

參考資料

  1. 臺灣物種名錄
  2. Anton, M., Salesa, M. J., Pastor, J. F., Sanchez, I. M., Fraile, S., Morales, J. 2004. Implications of the mastoid anatomy of larger extant felids for the evolution and predatory behavior of sabertoothed cats (Mammalia, Carnivora, Felidae). Zoological Journal of the Linnean Society 140: 207-221.
  3. Christiansen, P. 2006. Sabertooth characters in the clouded leopard (Neofelis nebulosa Griffiths 1821). Journal of Morphology 267: 1186-1198.
  4. Christiansen, P. 2008. Evolutionary convergences of primitive sabertooth craniomandibular morphology: the clouded leopard (Neofelis nebulosa) and Paramachairodus Ogygia compared. Journal of Mammalian Evolution 15: 155-179.
  5. Christiansen, P. 2013. Phylogeny of the sabertoothed felids (Carnivora: Felidae: Machairodontinae). Cladistics 29: 543-559.
  6. Christiansen, P., Kitchener, A. 2011. A neotype of the clouded leopard (Neofelis nebulosa Griffith 1821). 2011. Mammalian Biology 76: 325-331.
  7. Westbury, M. V., Barnett, R., Sandoval-Velasco, M., Gower, G., Vieira, F. G., Manueal, M. D., Hansen, A. J., Yamagucji, N., Werdelin, L., Marques-Bonet, T., Gilbert, M. T. P., Lorenzen, E. D. 2021. A genomic exploration of the early evolution of extant cats and their sabre-toothed relatives. Open Research Europe 1: 25.
文章難易度
Crystal_96
2 篇文章 ・ 2 位粉絲
我是國立臺灣大學的碩士生,目前在做古生物相關的研究,我的ig (@purpletiger_viovora) 也有古生物相關的插畫和科普哦,歡迎來追蹤交流!

0

11
0

文字

分享

0
11
0
石器與傍人一同出土,誰是人之初的石器匠?
寒波_96
・2023/04/12 ・3785字 ・閱讀時間約 7 分鐘

古人類學研究中,如果挖掘現場同時出土石器和化石,多半會判斷石器的製造者,就是化石所屬的古人類。公元 2023 年發表的一項研究,卻讓智人們都很猶豫,因為與石器一起出土的死人骨頭竟然不是「人」,而是 Homo 的近親:傍人。究竟誰才是人之初的石器匠?

傍人拿著木棒,想像圖。圖/參考資料5

最早的奧都萬石器

空間上,遺址地點位於肯亞西部的 Nyayanga,非洲東部有多個大湖,這兒也是維多利亞湖的東北角,古時候算是適宜人居的優質地段。

時間上,年代不是那麼清楚。論文寫法是距今 259.5 到 303.2 萬年前之間,意思不是說延續 40 萬年那麼久,而是這段期間的某個時間點,或是某幾段時間,無法精確區分。如果簡單說一個大概年份,可以採取 290 萬年。

年代的判斷方式不只一種。原理為放射性元素的鈾釷/氦定年法((U-Th)/He dating)得到將近 300 萬年的數字,地磁反轉則判斷早於 258 萬年。地球的地磁曾經不定期反轉過好幾次,假如確認地層早於 258 萬年前的反轉,便能推測樣本比 258 萬年更早。

Nyayanga 遺址的地點,附近就是維多利亞湖。圖/參考資料1

遺址總共出土 330 件人造物,195 件在地表撿到,135 件在遺址內挖到。石器數量不少,材質是當地不難取得的石英和流紋岩(rhyolite)。從形貌看來,確實是人為製作的工具,已經可以視為成熟的奧都萬(Oldowan)風格。

奧都萬石器最早於 1930 年代在坦尚尼亞出土,研究領導者正是上古神獸:路易斯.李奇(Louis Leakey)。2019 年的論文報告,衣索比亞的 Bokol Dora 1 出土的石器,比 258 萬年前的地磁反轉更早一些;這回肯亞的遺址年代似乎更早,也就是最早的奧都萬石器。

東非草原,多用途的工具

過往知道超過 200 萬年的奧都萬產品,大部分位於衣索比亞的阿法地區(就是命名「阿法南猿 Australopithecus afarensis」的那個地名阿法),距離這回的遺址超過 1300 公里。看來初期奧都萬使用者,分佈範圍不小。

Nyayanga 遺址出土的石器,屬於奧都萬風格。看似簡陋,意義卻可謂當年最先進的台積電晶片。圖/參考資料4

討論這些古人類學的議題時,我們習慣統稱作「東非」,不過東非概念類似東亞,相關地區的面積實際上很大,有時候距離可能超級遠。

儘管相距甚遠,遺址當年似乎都是 C4 植物為主的草地,夾雜一些樹木,也就是如今常見的東非草原地形。這應該就是奧都萬使用者喜歡的環境。

石器是工具,做什麼用呢?根據磨痕等資訊判斷,有些石器曾接觸過堅硬的植物部位,如樹幹,也有些處理過軟的植物部位;另外還切割、砍砸過動物的骨頭與肉肉。

遺址出土的動物骨頭不少,能確定遭到石器迫害過的有河馬和牛科動物(包括各款式的牛、羊),石器使用者藉此取得肉肉和骨髓,可謂充分發揮石器的作用。動物未必是擊殺,也可能是撿屍取得。

據此判斷奧都萬最初的使用者,會用石器處理各種材料,不限於植物或動物。他們不只是熟練的石器匠,也是手巧的用戶。

遠觀肯亞 Nyayanga 遺址。古人類活動時,這兒的環境應該更潮濕,足以讓河馬滾動。圖/參考資料4

石器與化石的演化史

製造與使用石器的人是誰?出土石器的遺址,不少沒有死人骨頭。Nyayanga 遺址倒是有化石,可是卻不是 Homo,而是 2 個「傍人」的牙齒。

這些名詞的關係有點複雜,先來解釋人的部分。傍人(Paranthropus)是何許人也?人類演化史上,300 到 400 萬年前是南猿(Australopithecus)的時代,傍人、Homo 應該都是南猿的衍生型號。

直立人、智人、尼安德塔人所屬的 Homo,和傍人、南猿是近親,都算是古人類;至於「人」是否包含傍人與南猿,看狀況。

再結合石器與年代的資訊,已知最早有 Homo 特徵的化石(無疑的「人」)為 280 萬年,最早的石器不是奧都萬,而是作工更簡陋的拉米關(Lomekwian),存在 330 萬年前的肯亞。所以最早的石器匠不是 Homo,想來也不意外。

按照之前的資訊推敲,最早的拉米關石器早於 Homo,接著 Homo 距今 280 萬年誕生,260 萬年左右研發出奧都萬石器,看似井然有序。

可是 Nyayanga 遺址的年代十分曖昧,剛好卡在 Homo 最初誕生的階段。至今缺乏直接證據,證明那時已經有 Homo 存在,有的話卻也不意外,符合奧都萬最早製造者的時程。

然而,最早的奧都萬石器,卻與傍人化石一起出土,莫非最早的奧都萬是傍人手筆嗎?

傍人的牙齒。圖/參考資料4

傍人或 Homo,誰是製造工具的石器匠?

傍人的外貌更加粗壯,或許也有更猛的咬合力。以前推測傍人的適應主要在肉體和生理,Homo 則是製作工具的行為。此前缺乏明確證據,支持傍人也使用石器,所以這回即使傍人和石器一同出土,依然不敢認定傍人就是使用者。

倘若某些南猿,已經摸索出最初的石器奧義,那麼身為南猿後裔的傍人也會操弄石頭,似乎沒那麼意外。

可是其他遺址也見到過,傍人和南猿與 Homo 住在附近;所以也可能是遺址當年同時住著沒有石器的傍人,以及使用石器的 Homo,後來卻只有傍人留下化石。總之,目前難以判斷誰是石器匠。

還有個黑暗的可能性:與石器一同出土的傍人,搞不好是被石器處理的對象?

古人類們的年代(橫軸)、飲食狀態(縱軸)。這回肯亞 Nyayanga 的化石是已知最早的傍人,和最早的 Homo 大略處於同一時期。圖/參考資料1

最早的傍人

我們對傍人的認識不多,這項研究儘管無法判斷傍人是否會使用石器,依然獲得重要的新知。

傍人一度被歸類於南猿旗下,比較粗壯的南猿,後來才另立新屬 Paranthropus;para 意思是旁邊(beside 或 near),anthropus 是人。目前可分為 3 個物種,這項研究沒有斷言是哪個物種。

以前知道最早的傍人化石距今 260 萬年,出土於衣索比亞的 Omo Kibish,被歸類為衣索比亞傍人(Paranthropus aethiopicus)。

這項研究沒有特別討論,有趣的是,如果年代估計無誤,曾經於肯亞 Nyayanga 出沒的傍人極可能早於 260 萬年,那麼這就不只是最早的奧都萬石器,也是最早的傍人。距離最近的傍人化石 230 公里,也拓展了傍人的分佈範圍。

劃重點:

  • 最早的傍人及奧都萬石器,在肯亞出土,年代超過 260 萬年,可能有 300 萬年。
  • 東非草原環境中,石器剛出現,用途就很廣。
  • 那時可能已經有 Homo 存在,但是石器與傍人一同出土,不確定誰是石器匠。

延伸閱讀

參考資料

  1. Plummer, T. W., Oliver, J. S., Finestone, E. M., Ditchfield, P. W., Bishop, L. C., Blumenthal, S. A., … & Potts, R. (2023). Expanded geographic distribution and dietary strategies of the earliest Oldowan hominins and Paranthropus. Science, 379(6632), 561-566.
  2. Stone Age discovery fuels mystery of who made early tools
  3. 2.9-million-year-old butchery site reopens case of who made first stone tools
  4. We found 2.9-million-year-old stone tools used to butcher ancient hippos – but likely not by our ancestors
  5. Did more than one ancient human relative use early stone tools?
  6. Ancient stone tools suggest early humans dined on hippo
  7. The “Robust” Australopiths
  8. de la Torre, I. (2019). Searching for the emergence of stone tool making in eastern Africa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(24), 11567-11569.
  9. Harmand, S., Lewis, J. E., Feibel, C. S., Lepre, C. J., Prat, S., Lenoble, A., … & Roche, H. (2015). 3.3-million-year-old stone tools from Lomekwi 3, West Turkana, Kenya. Nature, 521(7552), 310-315.
  10. Villmoare, B., Kimbel, W. H., Seyoum, C., Campisano, C. J., DiMaggio, E. N., Rowan, J., … & Reed, K. E. (2015). Early Homo at 2.8 Ma from Ledi-Geraru, Afar, Ethiopia. Science, 347(6228), 1352-1355.

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

0

2
1

文字

分享

0
2
1
福爾摩斯碰上古人類化石,可是日期不太對勁?
寒波_96
・2023/03/08 ・2782字 ・閱讀時間約 5 分鐘

虛構人物福爾摩斯,就是偵探的代名詞。英國小說家柯南道爾創作的這位名偵探,活躍於 19 世紀晚期到 20 世紀初期,那時古人類學已經起步,博學多聞的福爾摩斯應該有機會知道某些化石。奇妙的是,他竟然還見過尚未出土的死人骨頭?

請注意,本文包含古人類遺骸的圖像。

圖/參考資料

福爾摩斯遇見古人類化石

柯南道爾的故事設定中,福爾摩斯是存在於現實歷史的虛構人物。例如故事中公元 1896 年發生的事件,現實中也應該在這個時候上演,而 1899 年更晚的事情還沒有發生。

短篇小說《三名同姓之人(The Three Garridebs)》,以一個罕見姓氏 Garridebs 導引出簡短卻高潮起伏的探案。故事中有一位角色喜歡收藏古物,也包括幾件人類化石。

華生醫師第一人稱的描述是:

「當我環顧四周,我驚訝於此人興趣之廣。這兒是一箱古錢幣。那兒有一櫃子的燧石工具。中間桌子後方是個裝著化石骨頭的大櫃子,裡頭擺著一排石膏頭骨,有尼安德塔人(Neanderthal)、海德堡人(Heidelberg)、克羅馬儂人(Cro-Magnon)等名字標示。很顯然他是許多主題的學習者。」

「As I glanced round I was surprised at the universality of the man’s interests. Here was a case of ancient coins. There was a cabinet of flint instruments. Behind his central table was a large cupboard of fossil bones. Above was a line of plaster skulls with such names as “Neanderthal,” “Heidelberg,” “Cro-Magnon” printed beneath them. It was clear that he was a student of many subjects. 」

故事中這位角色有哪些收藏品並不影響劇情,不過敘述這般瑣碎的細節,有助於強化真實感,算是一項創作技巧。這些頭骨化石不是原件,而是石膏複製品(plaster skulls),也證實角色自稱家中藏品沒什麼值得偷竊的價值。

可是故事開頭,華生醫師十分明確表示此案發生在 1902 年:

「那日期我記得特別熟,因為福爾摩斯在同一個月,拒絕一項也許有一天會講出來的爵位。……然而我重申,這使我能夠確定日期,亦即 1902 年 6 月下旬,南非戰爭結束後不久。」

「I remember the date very well, for it was in the same month that Holmes refused a knighthood for services which may perhaps some day be described…… I repeat, however, that this enables me to fix the date, which was the latter end of June, 1902, shortly after the conclusion of the South African War. 」

這兒提到 1902 年結束的南非戰爭是「第二次波耳戰爭」。真實歷史中,那時柯南道爾已經靠著福爾摩斯成為知名作家;他以醫師的本行親自參戰,擔任軍醫而受封爵士,也是柯南道爾爵士(Sir Arthur Ignatius Conan Doyle)名號中「爵士(Sir)」的由來。

對照如此明確的日期,令人愈想愈不對勁。與尼安德塔人並列的「Heidelberg」顯然指的是 Homo heidelbergensis ,但是第一件海德堡人化石要等到 1907 年才在德國出土,更早的 1902 年絕不可能存在石膏複製品,被福爾摩斯與華生見到。

1907 年在德國出土的海德堡人下顎化石「Mauer 1 」。圖/Radiometric dating of the type-site for Homo heidelbergensis at Mauer, Germany

容易起爭議的海德堡人

解開此一謎題大概不需要福爾摩斯的推理能力。《三名同姓之人》於 1924 年發表,那時海德堡人大概已經有點名氣,被取材用於偵探故事中增添血肉。柯南道爾與編輯卻沒有注意到 1902 年之際,海德堡人仍不存在。

另一方面,即使是故事發表的 1924 年,「海德堡人」也應該還沒有頭骨,不會有石膏複製品。1907 年出土,隔年公開的化石 Mauer 1 只有下顎,沒有頭骨。

1921 年在非洲南部 Kabwe 出土的化石包括頭骨,但是當時將其分類為羅德西亞人(Homo rhodesiensis),多年後才歸入海德堡人旗下。這條消息或許影響過柯南道爾 1924 年發表的創作,詳情不得而知。

1921 年在尚比亞出土的頭骨化石「Kabwe 1 」,早期被分類為羅德西亞人,後來也被歸類為海德堡人。圖/史密森尼學會(Smithsonian)教育網站

Kabwe 在 1921 年屬於大英帝國的北羅德西亞(Northern Rhodesia)殖民地,現在則是尚比亞的疆域。有人主張這群死人骨頭算是非洲的海德堡人,也有人認為是不同的羅德西亞人,還有人提出應該歸於波多人(Homo bodoensis)……反正一百多年來,海德堡人的爭議持續不休,即使配備福爾摩斯的智謀,大概也無法解開這些難題。

故事中海德堡人以外的兩款化石,尼安德塔人最初問世於 1856 年,克羅馬儂人則是 1868 年。到 1902 年都已經是特定圈子內普及的知識,也買得到石膏頭骨複製品,可謂有血有肉的安排。

大英帝國的榮耀

古人類化石中,1924 年的柯南道爾想必也知道皮爾當人(Piltdown Man)。這是英國人 1912 年偽造的化石,由紅毛猩猩和數百年前的智人骨頭加工而成,但是要等到 1953 年才證實造假。

圖/參考資料

捏造的皮爾當人被不少英國人認同,也騙過不少專家,讀過《三名同姓之人》好像能稍加體會時代背景。

故事中那位收藏家以史隆(Hans Sloan,1753 年去世後他的收藏催生出大英博物館)為楷模,實則相當平凡。他的藏品應該能代表當時對人類化石的普遍印象,也就是說,德國出土的尼安德塔人、海德堡人,以及法國出土的克羅馬儂人……榮耀的大英帝國豈能忍受!

可惜 1910 年代以後,福爾摩斯便退隱江湖不再辦案。否則以他的才智展開調查,哪需要等 40 多年才確認皮爾當人造假!

不追究那些死人骨頭,《三名同姓之人》也相當有意思。故事雖短,卻發生壞人打槍、華生流血,福爾摩斯激動、華生興奮、福爾摩斯用小刀割開華生褲子等情節,鐵與血的糾葛、靈與肉的碰撞,亂七八糟的 ❤️

延伸閱讀

參考資料

  1. 《三名同姓之人》小說原文:THE THREE GARRIDEBS

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

寒波_96
184 篇文章 ・ 797 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》。

1

2
2

文字

分享

1
2
2
來自恆春的意外「鯨」喜,科博館臺灣鯨魚化石挖掘團隊專訪——《科學月刊》
科學月刊_96
・2023/01/14 ・3975字 ・閱讀時間約 8 分鐘

  • 採訪編輯/羅億庭|挖不了化石,就寫一寫化石,本刊編輯。
圖/科學月刊

Take Home Message

  • 去年5月,科博館地質學組的助理研究員楊子睿與團隊,在恆春的頭溝河谷中發現了一具臺灣目前保存得最完整的大型鯨魚化石。
  • 根據鯨魚的下頜骨化石,團隊推估牠的真實大小約有18公尺長,生存在約10萬年前;從肩胛骨推論牠可能是一隻小的藍鯨,或是青少年時期的大翅鯨。
  • 團隊中不少人都是第一次參與大型古生物化石開挖,過程中除了需要克服地獄般的天氣,還面臨了瘋狂進攻的蚊子、暴雨淹水等考驗,但也每天都有不同驚喜。
圖/科學月刊

當生物的生命消逝後,牠的遺體、生存痕跡便有可能留存於土地上,經過沉積物的堆積、掩埋與化石化作用(fossilization)成岩後變為化石。化石記載著這片土地曾經的過往,而透過化石也可以使我們對曾經生活於當地的古生物有更多了解。

在地球整整 46 億年的歷史中,臺灣算是很新的一座小島,出現於大約 600 萬年前。但即使是相對於地球歷史來說十分年輕的臺灣,島上的化石依舊不少。也因為臺灣的地形、地質環境特殊,在不同的地層中都分布著許多珍貴的化石,舉凡貝類、海膽、珊瑚、脊椎動物、有孔蟲(Foraminifera)等,都曾有過發現的紀錄。

出土自臺灣的脊椎動物化石中,最有名的大概是 1970 年代在臺南左鎮菜寮溪發現的早坂島犀(Nesorhinus hayasakai);近 20 年來漁民更在澎湖海溝打撈到不少古菱齒象(Palaeoloxodon)化石。

大象是陸地上最大的哺乳類動物,而海洋中最大的哺乳類動物則非鯨魚莫屬;在臺灣這座島嶼上,曾發現過鯨魚化石嗎?

圖/科學月刊
圖/科學月刊

為期四個月地獄般的挖掘

去(2022)年 5 月,由國立自然科學博物館(簡稱科博館)地質學組助理研究員楊子睿帶領的團隊,在恆春地頭溝河谷中發現了一具保存得極為完整的大型鯨魚化石。在歷經「地獄般」的三個多月後,終於成功將整具化石從地層中挖掘出來。

《科學月刊》這次也特別訪問了楊子睿與幾位這次參與化石挖掘的團隊成員們,聊一聊本次挖掘的過程及當中的辛酸血淚。

最初為什麼知道恆春當地有這具鯨魚化石,並開始挖掘呢?

「這一開始其實都是無心插柳柳成蔭。」

楊子睿回憶,去年 5 月恰好有一位德國學者來訪臺灣,因此楊子睿帶著他走訪臺灣較知名的幾個化石產地,如臺灣南部的左鎮、恆春等地,採集基本的貝類化石。

在恆春挖掘化石的途中,有一名團隊成員發現地層裡有塊看起來像是鯨魚肋骨的石頭,但大家卻都把它當成地面在踩。後續挖掘時發現這塊一直被當作地面的石頭確實就是鯨魚肋骨,且光是該處就有多達四根,而這條鯨魚肋骨也為本次挖掘揭開了序幕。

前面也提過,這次挖掘的過程如同「地獄」,原因在於挖掘化石的恆春當地幾乎都是崎嶇不平的石灰岩層,若不慎跌倒可是會破皮流血。

圖/科學月刊

除了地形之外,天氣也是造就地獄的其中一個因素。雖然現在時序已進入秋冬,但還記得每年 5~9 月那彷彿想將人就地燒死的艷陽嗎?「整天的氣溫都超過 34℃,河谷中的濕度也幾乎是 100%,即使想流汗也流不出來,」楊子睿說著當時在恆春低海拔森林挖掘的過程,「還會有一大群蚊子瘋狂進攻,防蚊液都要噴好噴滿、像一層膜一樣!」

即使過程中經歷了千辛萬苦,團隊仍成功的將這具鯨魚化石挖掘出來,呈現在眾人眼前。

解密臺灣古鯨魚的形態密碼

看見這隻鯨魚巨大的下頜骨,也讓人不禁好奇臺灣以前也曾找到過鯨魚化石嗎?這次的挖掘成果跟先前相比又有什麼不同?

楊子睿解釋,由於臺灣島的地層在形成的過程中容納了不同階段的海岸環境,因此有許多鯨豚在此擱淺後被保留在地層中,形成了化石。過往其實有不少鯨魚化石出土的紀錄,例如在大甲溪曾出現過鯨魚肋骨化石、屏東四溝、臺南左鎮也都有過鯨魚化石出土的記載。

不過先前挖掘到的化石大多只是鯨魚的其中一條肋骨、脊椎骨等,「這是臺灣到目前為止,第一次保存得最完整的鯨魚化石。」楊子睿說。

而且不僅是鯨魚,它也是目前出土最大、最完整的脊椎動物,至於這隻鯨魚之所以能夠用近乎原始的狀態被保留下來,顯示了牠在死後沒多久就迅速被掩埋。楊子睿進一步解釋,臺灣南部的造山速度相當快,當造山時抬升得愈高、雨水就會愈快將泥沙沖出,沖出泥沙後就會以愈快的沉積速率將鯨魚掩埋起來,讓牠形成一具相對完整的化石。

根據其中一根長約 223 公分的鯨魚下頜骨化石,團隊推估這隻鯨魚的真實大小約有 18 公尺長。此外,自由研究者莊智凱分析了地層中的鈣質超微化石(calcareous nannofossil),推測這隻古鯨魚應該生存在約 8 萬 5000 年前的潟湖環境。

由於人類過去幾千、幾百年來的開墾活動,在全新世(Holocene)和更新世(Pleistocene)較新地層附近的化石大部分已被毀滅,所剩無幾。「包含日本、美國發現的近代鯨魚化石都只是碎塊或是其中一部分,從來沒有過這種一整隻被我們挖出來的。」楊子睿說道。

現生已知體型最大的哺乳動物是海洋中的藍鯨(Balaenoptera musculus),最長的體長紀錄是 29.9 公尺。

目前我們有辦法辨認出這具化石可能是哪一種鯨魚嗎?楊子睿分享道,要鑑識出一隻鯨魚是哪個物種,最重要的關鍵是透過牠的「耳骨」,但這隻鯨魚化石在找到時耳骨早已風化消失,因此只能靠替代方案——肩胛骨,鑑定這具化石的物種。

目前推論這隻古鯨魚有可能是一隻小的藍鯨,或是青少年時期的大翅鯨(Megaptera novaeangliae)。

圖/科學月刊

挖掘過程中的驚喜與驚嚇

這次在臺灣挖掘出鯨魚化石的成果令人驚喜,但是除了前面提過「地獄般的環境」之外,其實挖掘過程中還有相當多不為人知的辛苦。

目前就讀臺灣師範大學地球科學系的團隊成員官鑫伯也分享,他們在挖掘的某幾天就因為當地突然下起了大雨,當下必須先有一部分人將旁邊因挖掘而產生的土堆推開,清出一條河道以避免水淹上來,甚至還利用旁邊現成的木塊做成臨時的河堤阻擋大水。

在某次挖完化石隔天回到挖掘現場時,還看到原先挖掘的地方淹了水,「那時候我超緊張!因為化石好像不要泡到水比較好。」官鑫伯笑著說,而他也只能盡快用桶子與湯匙將水撈出,以防止化石泡在水中而有所損害。

研究助理吳筱柔進一步分享,淹水的那幾天水真的來得又急又快,「團隊成員只能貼著邊邊儘速撤退,想辦法逃出去。」「我那時候壓力真的很大,因為很怕有人會出事,這樣我就會上報紙而不是上《科學月刊》了。」想起當時的情況,楊子睿也心有餘悸的說道。

談到這次的挖掘過程,其實團隊中不少人都是第一次參與這類大型古生物化石的開挖。

吳筱柔便分享當初開挖時完全看不出自己在挖的是什麼東西,有點像是尋寶的概念,她也說:「每天都有不同的驚喜,因為愈挖就會愈覺得它和自己原先的猜測不太一樣!」。

而來自文化大學生命科學系的連士賢平時則是比較常接觸現生鯨豚,所以對鯨豚的骨骼位置分布相當熟悉——但在挖掘鯨魚化石時卻完全無法用平常的解剖思維去思考。「骨骼會在土中的哪個位置?會不會因為時間與地質壓力的作用而改變形狀?」連士賢講述著種種需要考慮的事項,這些挖掘、保存、保護等處理化石的方式,都是需要在現場慢慢學習的。

成功大學地球科學系的李岱安則認為,整個鯨魚化石挖掘的過程都令她相當印象深刻,因為過往從來沒有看過這麼大的古生物化石出現在眼前。從數十天的挖掘到親眼所見鯨魚骨頭,再將化石成功運出,這一切對她來說都相當震撼。

有待揭曉的鯨魚生態故事

目前團隊已經針對這具鯨魚化石做了初步的研究,得知牠可能的物種、生存的年代,那麼未來還有哪些研究規劃呢?楊子睿說明,目前團隊想知道的是為什麼在恆春地區會有這麼多鯨魚被埋在這裡?牠們被埋在此處的原因又是什麼?對當時的整個古環境、生態系來說有什麼樣的意義?

「這一切完整的生態故事,都需要進一步討論與了解後才能將它補齊。」楊子睿表示。

這具鯨魚化石現在已經全數被運送回科博館中等待後續的清修,而清修也是一項十分浩大的工程。目前都還在將一些較大型的化石,如肩胛骨上的石膏拆卸下來,其他比較小塊的碎骨頭就必須花時間、人力慢慢進行清修。

圖/科學月刊
圖/科學月刊
圖/科學月刊

楊子睿更與我們分享,當初來訪臺灣、曾參與過前期挖掘的德國學者表示德國慕尼黑的「人與自然博物館」(Museum of Man and Nature)對這具鯨魚化石相當有興趣,希望能出借展示。

未來挖掘團隊也期望能透過與其他單位的合作,將這隻鯨魚化石完整的展示在國際與臺灣民眾眼前。

  • 〈本文選自《科學月刊》2023 年 1 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
所有討論 1