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【科學講堂】古生物奇形怪狀 似碟似葉樣樣有

2019-09-11
■埃迪卡拉生物有些呈管狀,有些是碟狀、葉狀,看來就跟我們熟悉的生物很不同。 網上圖片■埃迪卡拉生物有些呈管狀,有些是碟狀、葉狀,看來就跟我們熟悉的生物很不同。 網上圖片

之前曾和各位討論過動物脊骨是怎樣形成的,窺視了動物從簡單、原始的形態,慢慢演化成複雜的現在形式的一些重要步驟。選擇討論脊骨,自然是因為脊骨在我們的身體結構裡擔當了十分重要的作用,也是地球上高等生物的特徵。不過今天就讓我們將討論的時間點再推前:對於今天的動物是如何演化成現今的身體形態,我們又知道多少?

現今身體設計同藍圖

在正式討論之前,大家可能已有一個疑問,就是「現今的身體形態」究竟是什麼意思?其實我們只要靜心細想,不難發現,現在我們見到的各種動物外貌,雖然五花八門、各自各精彩,不過許多時候都有一種基本的設計模式︰中間有一個軀幹,收藏茩垠n的器官;軀幹的頂端有一個頭部,容納了或大或小的「中央處理器」(也就是腦部);在這個頭部之上,通常又會有眼睛等等感官器官;另外在軀幹的四周,亦會有或多或少、數量不一的肢體,用以幫助動物到處移動。從這個角度來看,我們身旁的各種動物雖然「各顯神通」,但是在「身體設計」上,大家都是依照茼P一個基本藍圖的。

現在世界的許多不同地方都在強調、鼓勵創意,其實就是在說,要做好一件事情,不一定只有一個最好的方法(雖然現在流行的方法可能真的是很好)。動物身體的形態也應該如此,會否有一種動物,外貌與我們熟悉的構造是完全不同的呢?(這個不就是許多科幻小說的題材嗎?)

化石研究告訴我們,大家熟知的動物形態,可追溯到距今約五億四千一百萬年至四億八千五百萬年前的寒武紀(Cambrian):在這個時代的石層裡,古生物學家們找到了很多的化石,比如說著名的三葉蟲。不過生物可能出現得更早:古生物學家們沒有在更早的石層裡找到大量化石,可能只是因為那個時候的生物還沒有太多堅硬的骨骼和外殼,因此不容易在泥石上留下化石。

生物出現早於寒武紀

可是早在1868年,蘇格蘭地質學家莫瑞(Alexander Murray)就已在加拿大的紐芬蘭(Newfoundland)找到一些碟形狀的化石。發現這些化石的石層比寒武紀的更深、更早,也就是說早於大家認為是化石最早應該出現的時代。

正因如此,莫瑞的這些發現在當時並沒有很認真地被認作是化石。及至1950年代在英國萊斯特郡(Leicestershire)的Charnwood Forest發現了狀似植物枝葉、被確認是早於寒武紀的化石,這些超遠古、形狀不同的生物才被人們認真地研究起來。

1946年,澳洲地質學家斯普里格(Reg Sprigg)在澳洲埃迪卡拉山(Ediacara Hills)發現了水母形狀的化石,被認為跟紐芬蘭發現的是同一類;其後這類生物就被統稱作「埃迪卡拉生物群(Ediacaran biota)」。這類生物有些呈管狀,有些是碟狀、葉狀,看來就跟我們熟悉的生物很不同。

不過,這些埃迪卡拉生物與「寒武紀生物」在地球歷史上的分野,卻好像不是很明確:幾位華裔科學家剛剛(2019年9月4日)在《自然》期刊發表了文章,指出他們在中國南部發現了一些比寒武紀早了一千萬年的化石,當中一個化石更清楚地展示出一種像三葉蟲一樣有肢節的動物在泥土上移動的痕跡。

這種跟「寒武紀生物」相類的「肢節蟲」出現在寒武紀一千萬年以前,顛覆了我們過往以為「現代生物」起源於寒武紀的想法:埃迪卡拉生物與「寒武紀生物」共存的時間,可能比我們以前認為的長呢。■張文彥 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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