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Mar. 26 2024

五種尚存在地球上的「活化石」

  • 一隻鱟游過菲律賓沿海水域的海床上。像鱟這般在型態上與祖先化石差別不大的物種,被人們稱為「活化石」。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    一隻鱟游過菲律賓沿海水域的海床上。像鱟這般在型態上與祖先化石差別不大的物種,被人們稱為「活化石」。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 紐西蘭海岸附近一塊岩石上的喙頭蜥。這種看起來像是蜥蜴的生物,來自一個大部分成員都已經滅絕的古老爬行動物支系。PHOTOGRAPH BY FRANS LANTING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    紐西蘭海岸附近一塊岩石上的喙頭蜥。這種看起來像是蜥蜴的生物,來自一個大部分成員都已經滅絕的古老爬行動物支系。PHOTOGRAPH BY FRANS LANTING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 鸚鵡螺這種已經在地球上生存了5億年的軟體動物,如今卻因為貝殼收藏家而岌岌可危 PHOTOGRAPH BY ENRIC SALA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    鸚鵡螺這種已經在地球上生存了5億年的軟體動物,如今卻因為貝殼收藏家而岌岌可危 PHOTOGRAPH BY ENRIC SALA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 南非索德瓦納灣(Sodwana Bay)區一條隱密的腔棘魚。科學家在這個物種身上,發現了早期魚類演化成四足動物的線索。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    南非索德瓦納灣(Sodwana Bay)區一條隱密的腔棘魚。科學家在這個物種身上,發現了早期魚類演化成四足動物的線索。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  • 日內瓦一棵銀杏正灑落經典的滿地黃葉。銀杏樹在史前時代幾乎遍佈全球,而在近代由城市設計師與園藝家傳播到世界各地之前,銀杏樹差點在中國滅絕。 PHOTOGRAPH BY FABRICE COFFRINI, AFP/GETTY IMAGES

    日內瓦一棵銀杏正灑落經典的滿地黃葉。銀杏樹在史前時代幾乎遍佈全球,而在近代由城市設計師與園藝家傳播到世界各地之前,銀杏樹差點在中國滅絕。 PHOTOGRAPH BY FABRICE COFFRINI, AFP/GETTY IMAGES

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數億年過去了,這些物種仍幾乎與祖先別無二致。

一隻鱟游過菲律賓沿海水域的海床上。像鱟這般在型態上與祖先化石差別不大的物種,被人們稱為「活化石」。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

一隻鱟游過菲律賓沿海水域的海床上。像鱟這般在型態上與祖先化石差別不大的物種,被人們稱為「活化石」。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

從緬因州到墨西哥灣,與大西洋為鄰的海岸沙灘上覆滿了數以千計暗褐色的殼。產卵季才剛開始,群鱟們已星羅棋布在潮間帶上準備產卵,堪稱是一場綿延千百萬年、始終如一的古老盛會──畢竟鱟早在4.88億至4.43億年前,就已經稱霸了奧陶紀(Ordovician)的海洋。

像鱟這樣來自古老支系,且型態與祖先化石幾乎長得一模一樣的生物,被人稱為「活化石」(living fossil)

不過科學家和古生物學家對於如何定義一個物種的看法不同,也導致對「活化石」這個詞彙褒貶不一。這是因為,儘管「活化石」們在外觀上與祖先無二,但內在的DNA確實已歷經多次演化、大有不同。

活化石的另一個特色是「稀有」,牠們經常是所屬的演化支系中最後的倖存者──沒有其他近緣物種;且活化石們傾向在海洋中發展,因為在深海中更容易逃過大滅絕事件。

至於為什麼某些物種能夠在演化史上一帆風順,有些物種則走向滅絕,這個謎團的答案可能只是「巧合」二字。

鱟這種外觀像個頭盔的原始節肢動物,最早於古生代(約5.4億至2.48億年前)時就在砂質的海床上快速移動著,與三葉蟲(類似昆蟲的硬殼生物)、直角石(有圓錐外殼的奇特頭足類生物)等如今早已滅絕的史前代表生物共享著海洋。

儘管牠們另一個名稱叫「馬蹄蟹」,但實際上並不是螃蟹,反而與蜘蛛、蠍子等節肢動物有更多相似之處。拜對環境的耐受度所賜(鱟不論是在鹹水、淡水,甚至是含氧量低的水體中都能存活),鱟撐過了多次生物大滅絕與冰河時期;在許多同類海洋生物被一掃而空時,牠們依然香火綿延不斷。

今日,生物醫學實驗室中有成排活生生的鱟,被人抽取出一瓶瓶血液──含銅的藍色血液被應用在疫苗與藥物測試,非常珍貴。

紐西蘭海岸附近一塊岩石上的喙頭蜥。這種看起來像是蜥蜴的生物,來自一個大部分成員都已經滅絕的古老爬行動物支系。PHOTOGRAPH BY FRANS LANTING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

紐西蘭海岸附近一塊岩石上的喙頭蜥。這種看起來像是蜥蜴的生物,來自一個大部分成員都已經滅絕的古老爬行動物支系。PHOTOGRAPH BY FRANS LANTING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

喙頭蜥

曾自由漫步在岡瓦那超大陸(Gondwana)上的喙頭蜥,如今是僅分布在紐西蘭少數離島上的特有種。喙頭蜥的外觀相當奇特,不只頭部中央有第三隻眼睛、上頜左右還有雙排牙齒;雖然牠大致上看起來像一隻蜥蜴,不過喙頭蜥真的不是有鱗目(Squamata)的一員,而是喙頭目(Rhynchocephalia)中的最後倖存種,屬於楔齒蜥類(Sphenodontia)。

楔齒蜥類這門支系至少可以追溯到2.3億年前。早前楔齒蜥類爬行動物的化石都是碎片,由分離的顎部與牙齒組成,導致人們在釐清現生喙頭蜥起源時的線索有限。直到2022年,科學家發現了一個相當完整而極其古老的楔齒蜥屬(Sphenodon)祖先化石,並將其命名為納瓦霍楔齒蜥(Navajosphenodon sani)。

從納瓦霍楔齒蜥幾乎完整相連的骨骼與顎部結構,人們得知現生喙頭蜥的生理特徵,與1.9億年前的祖先幾乎一模一樣。

鸚鵡螺這種已經在地球上生存了5億年的軟體動物,如今卻因為貝殼收藏家而岌岌可危 PHOTOGRAPH BY ENRIC SALA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

鸚鵡螺這種已經在地球上生存了5億年的軟體動物,如今卻因為貝殼收藏家而岌岌可危 PHOTOGRAPH BY ENRIC SALA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

鸚鵡螺

在深海的暗淡薄暮中漂浮的鸚鵡螺,以其具備多個腔室的殼和針孔般的凝視著稱,是宛如神話般的海洋軟體動物。

由於深海的壓力極高,人類無法抵達牠們所在的位置,因此科學家們仰賴補蟹的陷阱將鸚鵡螺帶到水面。藉著研究一小塊殼,或是一段觸手肌肉,科學家勾勒出鸚鵡螺生命的某些面向──從牠們生活的環境,到牠們以什麼為食。

早在5億年前的上寒武紀(Upper Cambrian),鸚鵡螺就已經留下化石紀錄。牠們透過化學訊號來尋找魚類、甲殼類動物等主要食物來源;連結殼內氣室的「體管」(siphuncle)能藉由排出或注入水,調節自身的浮力。

華盛頓大學的古生物學家彼得・沃德(Peter Ward)說:「鸚鵡螺幾乎可以在沒有氧氣的環境中生存,就算好幾個禮拜不進食也沒關係。而且鸚鵡螺的外殼真的很堅硬,難以破壞更別提殺死牠們了,簡直就是深海中的鎧甲武士。」

「鸚鵡螺也很擅長找到死掉的食物,」沃德接著說:「牠們是絕對食腐動物,視力非常差、具有避光的特性。」

雖然鸚鵡螺在地球上悠游了5億年之久,但牠們螺殼上與生俱來的螺旋之美,如今卻成為了咖啡桌上的擺飾、個人的收藏品,或是珠寶店中的商品,導致鸚鵡螺陷於危險之中──菲律賓的幾個族群正在下滑。

 在2018年,鸚鵡螺已經被美國《瀕危物種法》(Endangered Species Act.)列為受到威脅的物種。

南非索德瓦納灣(Sodwana Bay)區一條隱密的腔棘魚。科學家在這個物種身上,發現了早期魚類演化成四足動物的線索。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

南非索德瓦納灣(Sodwana Bay)區一條隱密的腔棘魚。科學家在這個物種身上,發現了早期魚類演化成四足動物的線索。PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

生活在深海的腔棘魚十分隱密,粗壯的身體擁有八條強壯、類似肢體的鰭,以及一條三葉的尾鰭;化石紀錄從泥盆紀早期一直存續到白堊紀晚期,而後在白堊紀末大滅絕時與恐龍一起消失無蹤。

驚為天人的是,「原本人們只見過化石,但在1930年代,南非外海捕到了活生生的腔棘魚。」菲爾德自然史博物館(Field Museum of Natural History)無脊椎動物化石榮譽研究員史考特・里德加德(Scott Lidgard)說:「自1990年代起,分子遺傳學家開始比對現生的兩種腔棘魚,結果發現牠們有部分基因體似乎正快速演化。」

雖然演化在基因體上腳步未停,但活腔棘魚的外型和祖先的化石卻依舊相似。

腔棘魚或許對於理解魚類如何演化出四足動物至關重要。

日內瓦一棵銀杏正灑落經典的滿地黃葉。銀杏樹在史前時代幾乎遍佈全球,而在近代由城市設計師與園藝家傳播到世界各地之前,銀杏樹差點在中國滅絕。 PHOTOGRAPH BY FABRICE COFFRINI, AFP/GETTY IMAGES

日內瓦一棵銀杏正灑落經典的滿地黃葉。銀杏樹在史前時代幾乎遍佈全球,而在近代由城市設計師與園藝家傳播到世界各地之前,銀杏樹差點在中國滅絕。 PHOTOGRAPH BY FABRICE COFFRINI, AFP/GETTY IMAGES

銀杏

銀杏見證過的事可多著,最早可以追溯到2.7億年前的二疊紀。這種帶著扇形葉子的樹,曾與原始的蕨類和蘇鐵一同生長、替恐龍遮過蔭,也曾替中國宋代詩人帶來靈感;更曾在西元1945年的廣島原子彈爆炸中存活下來。

銀杏(Ginkgo biloba)屬於種子裸露在外的裸子植物,這種銀杏科(Ginkgoaceae)家族唯一的倖存者,曾經廣布在幾乎所有大陸上,直到更新世冰河時期不穩定的氣候來臨,才大大縮減了分佈範圍。雖然此後其他地區的化石紀錄中再無銀杏的身影,但中國東部和中南部仍有少數的零星族群活了下來。

儘管人類的干擾曾導致許多物種滅絕,但銀杏反而是拜古代中國栽培所賜,才免於徹底消失在歷史長河之中。

銀杏因為可食用的銀杏果而受到人們重視。植物學家彼得.克蘭(Peter Crane)曾撰文寫到:「最早有關於銀杏的紀錄,可上溯到古代中國著名的詩詞交流。」

在人類與生態的歷史上,銀杏可謂始終如一。直至今日,銀杏依然在世界各地的街道與寺廟中,寧靜致遠。

 

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