化石

過渡化石(下)

過渡化石(下)(Transitional fossils III)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 林明慶

連結:過渡化石(中)

巴基鯨 (Pakicetus inachus) 與陸行鯨 (Ambulocetus natans)

鯨豚雖為水生動物,但發明二名法的林奈 (Carl von Linné, Carl Linnaeus) 在當時就認為牠們是哺乳動物,近代比較解剖學的結果顯示牠們跟偶蹄目很可能有親緣關係,但是鯨豚由陸生哺乳動物演化而來的過渡化石證據何在?直到 1979 年發現了巴基鯨:巴基鯨雖與出土的中爪獸 (Mysonux sp., Cope, 1872) 形態接近,但是牠有著現代鯨豚才有的特徵:鼓泡 (bulla)。

過渡化石(中)

過渡化石(中)(Transitional fossils II)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 林明慶

連結:過渡化石(上)

提塔利克魚 (Tiktaalik roseae):

大英自然史博物館的創館館長歐文 (Richard Owen) 曾提到,陸生脊椎動物的四肢骨骼的基本排列模式都是上肢骨+前肢骨+掌骨+指(趾)骨,而上肢骨和前肢骨的數目都是 1 + 2 的模式。此一共有模式支持了陸生脊椎動物來自共同祖先的證據。多數魚類與陸生脊椎動物不同,其附肢以鰭條的形式存在。肺魚和腔棘魚這些具有肉質鰭(登陸能力),並具有鰭膜的類群,其上肢與前肢的骨骼雖然有簡化融合的趨勢,但牠們的上肢骨和前肢骨並不具備 1 + 2 模式。棘螈 (Acanthostega gunnari) 和魚石螈 (Ichthyostega sp.) 雖具有手指與腕部,可是牠們並不具有鰭膜的構造。沒有任何一個上述生物或化石有過渡型態,兼具魚類與陸生脊椎動物的特徵:內部 1 + 2,而掌指骨仍處於鰭條狀態。

過渡化石(上)

過渡化石(上)(Transitional fossils I)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 林明慶

達爾文在西元 1859 年發表了《物種原始》一書。雖然化石是他用來支持生物會隨時間發生演變(演化)的證據之一,但當時人們對化石和地質學的認知有限,一般人認為,那些看起來不似現生物種的化石不過是聖經中所提到的大洪水過後淹死的生物(如恐龍),和現生物種(如鳥)並沒有親緣關係,演化論仍飽受質疑。而且,人們認為若要說兩個型態迴異的物種有親緣關係,那麼同時具有兩物種型態的物種應該存在。這類化石稱為過渡化石 (transitional fossils),它同時兼具兩物種的型態特徵,可佐證兩者具有親緣關係。由於當時並無這種物種的化石存在,因此被稱為「缺失的一環」(missing links)。兩年後(1861 年),在德國索倫霍芬 (Solnhofen) 的採石場發現了一具型態介於鳥與恐龍之間的物種化石,稱為始祖鳥 (Archaeopteryx lithographica),引起學術界熱烈的思辯:它的過渡型態是不是證明了物種會隨時間發生演變,古代物種能夠演化成現代物種,支持了演化論?後來,越來越多的過渡化石被發掘,使物種演化的證據逐漸累積。

寒武紀大爆發

寒武紀大爆發 (Cambrian Explosion)
國立臺灣師範大學生命科學系生態演化組碩士生 江岱珈

地球形成的四十六億年歷史時間軸可以區分成數個時期。依據化石 (fossil) 證據,目前所知最早的生物出現在三十五億年前的太古宙 (Archean) 時期。因此,地球上最早的生命可能在更早的冥古宙 (Hadean) 時期即已經誕生。地球大約在二十五億年前進入元古宙 (Proterozoic),歷經了有氧呼吸 (aerobic respiration) 的出現、多細胞生物 (multicellular organisms) 的出現,大氣臭氧層 (ozone layer) 形成等重大事件,生物種類逐漸多樣化。

例如,多細胞生物被確認已出現在元古宙的最後一紀 (period):埃迪卡紀 (Ediacaran,距今約六億三千萬年前至五億四千萬年前)。接著進入了寒武紀 (Cambrian),約莫距今五億四千萬年前開始,在緊接的二千萬至二千五百萬年間,物種多樣性大量暴增,稱為「寒武紀大爆發」(Cambrian Explosion)。宣告了顯生宙 (Phanerozoic) 的開端。地球(依序)進入了古生代 (Paleozoic)、中生代 (Mesozoic)、新生代 (Cenozoic),而地球歷史目前仍在顯生宙的新生代中。

碳-14定年法變得更準了

碳-14定年法變得更準了
國立臺灣大學化學系博士生黃郁葳/國立臺灣大學科學教育發展中心博士陳藹然責任編輯

從氣候到考古學,有很多領域都利用碳的同位素,碳-14,的衰變情形為基礎,藉以推測物品的年代,稱為碳-14定年法。但是以碳-14的衰變量去決定物品的年代,需要考慮環境因素對碳-14衰變量造成的誤差。因此,如何得到正確的年代校正曲線,一直是科學家努力的目標。最近,有一批國際團隊裡面包含來自日本、德國、英國的研究學者發現,在日本福井縣著名的三方五湖中的水月湖(すいげつこ)的底部,累積許多藻類化石和落葉化石,測定這些已知年代藻類化石和落葉化石的碳-14含量,可得碳-14衰變量與年代的校正曲線,大幅提升碳-14定年法的準確性。

新的化石並未解決老的爭議

新的化石並未解決老的爭議
知識通訊評論第36期

判斷人類祖先化石究竟是單一種系的代表,還是不同種系的代表,也許與研究者的哲學比較有關係。

考古頭顱

學者最近在衣索匹亞阿法裂谷發現了一批人類祖先化石。根據他們的看法,這批化石使人類的演化系譜產生了比較清楚的輪廓。

他們表示,這些化石顯示,早期猿人化石並不代表幾個不同的演化種系,而是同一演化種系的成員。

中阿瓦什團隊的成員認為,生活在四百四十萬年前到兩百九十萬年前之間的三個物種,代表同一種系的不同演化階段,那正是人類改進直立行走體態,同時發展新的生活方式的時候。

這是古人類學中最具爭議的觀點之一。今年四月,在《自然》報導的這批阿法化石,證實了「人屬」出現前人類演化史的某些重要面相。「人屬」大約兩百三十萬年前才出現。但是,專家對出土物種彼此間的關係,仍然爭論不休。

挖掘恐龍

挖掘恐龍 (Dinosaur)
國立臺灣師範大學地球科學系周子宇碩士生

科學家們如何著手去挖掘一個大型的化石?而科學家們又是如何確知他們在挖掘的過程中能保留最大量的證據且不會造成破壞化石線索的意外?