2019年2月27日

追尋臺灣 大型「古」生物之旅

蔡政修/臺灣大學生命科學系、生態學與演化生物學研究所,本刊副總編輯。

如果講到臺灣大型動物,大概許多人的腦海中都會浮現出臺灣黑熊(Ursus thibetanus)的影像。不過,會進一步去思考臺灣黑熊是如何來到臺灣或牠們在臺灣的演化歷程的人,就相對少了許多。

前言
其實,古生物學的內涵基本上就是在研究生命的歷史,但此研究的過程也有一定的歷史,換句話說,就是古生物學的科學史。對其研究的歷史有一定程度的了解,不只能幫助人們理解研究的重要性,也更能享受研究發現「未知」過程的樂趣。

不論是臺灣黑熊或臺灣其他物種來到此地的起源、演化或因環境的變化、不同生物相的交互牽制、演變的過程,要回答這一連串的問題,都需要由古生物學的研究來一頁一頁地掀開埋在腳底下的歷史。要談論臺灣大型脊椎動物的古多樣性,或許可以先從2個完全不同的生活環境講起,陸域環境和緊緊圍繞著人類,並且孕育著更大型哺乳動物的海洋。
圖一:在臺灣所發現、已滅絕的豐玉姬鱷的化石標本。(蔡政修攝影)
圖二(右):日本早稻田大學教授平山廉和臺灣的豐玉姬鱷。(蔡政修攝影)

陸域:黑熊之外的可能性
除了臺灣黑熊,如果透過古生物學的研究記錄簿,走回十萬年、百萬年前的臺灣,可以發現並觀察到那已完全滅絕,但比臺灣黑熊還要巨大的大型陸生生物,像是最近從日本早稻田大學(Waseda University)的收藏庫找到的1種被擱置超過80年的化石,曾經還一度被認為此化石在第二次世界大戰中被毀屍滅跡。去(2018)年4月1日,目前仍在東京大學(The University of Tokyo)攻讀博士學位的伊藤愛(Ito Ai)和其研究古生物學的同事們,在愚人節這一天發表一篇相當有趣的研究論文,宣佈臺灣以前有一種從來沒有人知道、已經滅絕的鱷魚── 豐玉姬鱷(Toyotamaphimeia)。雖然剛好是在愚人節公佈此研究成果,但此研究是經過國際上古生物學研究期刊(Paleontological Research)專業的審查、修改後所刊登的研究文章,所以當然不是在開玩笑。

這篇論文的研究標本,其實在1930年代日治時期的臺灣就已被發現,甚至在1936年時德永重康(Tokunaga Shigeyasu)便在《地質學雜誌》(The Journal of the Geological)所撰寫的一篇〈在日本發現的鱷魚化石〉(日本にて鰐の化石の發見)報導此發現。

當時的臺灣仍是日本的一部分,雖德永重康敘述標本是在日本發現的鱷魚化石,但文章一開頭就清楚地說明這是在臺灣臺南新化地區所發現的化石。不過文中沒有清楚的描述,也沒有該標本的繪圖或照片等,再加上德永手邊可研究、比對的相關標本相對有限,所以結論只是簡略地說明這件標本大概隸屬於馬來鱷,但又和現生唯一生存的馬來長吻鱷(Tomistoma schlegelii)不太一樣,有可能是個新種。文章雖然只有不到1頁的篇幅,但這是臺灣第一次發現鱷魚的化石,顯示臺灣生物多樣性歷史中,也充滿許多的可能性,等著人們去發掘。

雖然這篇文章並沒有提供許多資訊,不過 ,這當然不會是臺灣鱷魚化石研究的句點,而是開啟一扇通往臺灣古生物研究的大門。不僅如此,此研究除了是具第一件在臺灣發現的鱷魚化石的歷史意義外,也掀開臺灣未知古生物多樣性的研究價值。但是,令研究人員擔心的是,因文章中並沒有繪圖或照片,所以沒有人知道標本確切形態,或許在混亂的第二次世界大戰、無情的叢林彈雨中遺失,沒有機會和世人見面便消失無蹤。

當所有人都認為這標本大概已成為大戰下的亡魂時,距離二戰結束將近70年後的2012年左右,伊藤愛和指導教授平山廉(Hirayama Ren)等人在重新檢視、整理大學內的蒐藏庫時,意外發現有個標本箱裡藏有在日治時期的臺灣所發現的鱷魚化石標本。進行初步研究後,研究人員確認這件出其不意且遺留著二戰轟炸痕跡的化石,應該是德永重康發表過的鱷魚化石標本。

延續著德永沒有進一步確認的分類研究,伊藤愛等人開始著手研究這個已躺在早稻田大學蒐藏庫70年卻無法見到天日、也因此沒有人知曉的鱷魚化石。在詳細的形態比對、研究和分析後,發現鱷魚化石雖然只有保存頭骨上顎的一部分,但有著齒列中第七顆上顎齒槽(maxillary alveolus)為最大的齒槽(這件標本沒有保存到牙齒)的形態,而透過檢視許多鱷類化石及現生的骨骼形態後,可以斷定這形態特徵是一種已滅絕的豐玉姬鱷很重要的共衍特徵(shared derived character)。

因此,人們可以很興奮的說:原來在臺灣那未知、古老的失落世界裡,有這種一直以來不為人知的鱷魚物種──豐玉姬鱷。

在由伊藤愛等人確認臺灣有豐玉姬鱷之前,豐玉姬鱷只有一屬一種,稱作待兼豐玉姬鱷(Toyotamaphimeia machikanensis),並且牠們只有在日本本島的更新世(Pleistocene)時期出沒。而臺灣這件目前存放在早稻田大學蒐藏庫的標本,雖然因標本保存的緣故,只有鑑定到屬的分類層級,仍不確定和待兼豐玉姬鱷是否為同一種,或是不是有可能為豐玉姬鱷另一新種。若要回答這個問題,就需要繼續探索那深埋在腳下、曾經生存在這塊土地上的臺灣生命史。

依照日本發現較完整的豐玉姬鱷化石來看,豐玉姬鱷身長可能長達8公尺,意味著臺灣的豐玉姬鱷很可能也是如此巨大的體型,也就如開頭所說,縱使陸上面積不大,但在臺灣可能出現的大型動物絕對不只有臺灣黑熊。 

海域:探索未知的古大海
同樣地,想像站在豐玉姬鱷生存的臺灣陸地上、放眼包圍臺灣的廣大海域時,那一望無際的太平洋裡必定也孕育著許多隱藏版的生物多樣性,而瞭解其生命形式演變的歷程,或如何、為何消失,不只可以清楚知道目前所呈現在人們眼前的生物多樣性從何而來,也可以進一步去解讀未來可能的方向。
圖三:日本國立自然科學博物館的研究人員甲能直樹在蒐藏庫中指出從臺灣發現並送到日本的化石。(蔡政修攝影)

提到海域裡的大型動物,鯨、豚大概會是立刻浮出影像的生物,尤其是那優雅跳出水面的形象。一般來說,物種多樣性常常會依分類學家而有不同的解讀,有些研究人員認為其獨特性不夠高,只能區分為不同的族群或亞種(subspecies),但在某些研究人員的觀察中,卻可能被認為其差異性夠明顯,而被獨立出來命名為新物種。像是著名的現生虎鯨,或稱為殺人鯨(Orcinus orca)的分類,在近期就受到蠻大的關注及討論,到底是全世界只有一種,還是該將有些族群拉出來成為不同的物種呢?......【更多內容請閱讀科學月刊第591期】

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