2016年11月30日 星期三

有牙齒的龜

龜鱉目(Testudines)是一支演化相當成功的爬行動物,不僅化石紀錄相當豐富,現今也還仍有多達350個物種在各種不同的棲地生活著。今日的龜是一群無齒之徒,也因為沒有牙齒,這意味著他們吃飯時必須運用堅硬的角質喙來切斷食物。

半甲齒龜(Odontochelys semitestacea)是一種生存於距今約2億2000萬年前三疊紀(Triassic)的原始海龜。不同於今日的烏龜,半甲齒龜的上下顎仍保有牙齒,身體也僅有腹側具有甲殼的構造,從這些特徵不難想像他們名字的由來,牠同時也是化石紀錄當中最原始的龜鱉類之一。
半甲齒龜(Odontochelys semitestacea)的骨骼化石。Credit: Chun Li.

德國圖賓根大學(Eberhard Karls Universität in Tübingen)的馬同拉比(Márton Rabi)是研究古代龜鱉類與鱷形類(Crocodyliformes)的專家,他與佛利堡大學(Université de Fribourg)的喬伊斯(Walter G. Joyce)和徐星在上個月描述了一種出土於中國新疆的新種原始烏龜,並將其命名為腔齒四川龜(Sichuanchelys palatodentata)。正如同他的種小名所示,這種烏龜的口腔上方仍保有牙齒殘留的痕跡,這是個很明顯的過渡特徵。在此之前,人們已知最晚仍然保有牙齒構造的烏龜生存於距今1億1900萬年,而腔齒四川龜則再將這個紀錄往後延伸了3000萬年。
四川龜(Sichuanchelys)的骨骼與復原圖。Credit: Lida Xing.

腔齒四川龜出土於中國新疆的五彩灣組(Wucaiwan Formation)距今約1億6000萬年前,這裡同時也是中國晚侏儸紀(Jurassic)化石重要出土所在。透過研究這些過渡的古老烏龜,科學家們得以拼湊出這些烏龜在恐龍時代演化的藍圖,隨著盤古大陸(Pangaea)分裂,散佈在各處的烏龜各自獨立演化出各種獨特的樣貌。


References:
Walter G. Joyce, Márton Rabi, James M. Clark & Xing Xu. 2016.A toothed turtle from the Late Jurassic of China and the global biogeographic history of turtles. BMC Evolutionary Biology 16:236.

2016年11月6日 星期日

化石恐龍腦!

2004年,化石獵人希斯考克(Jamie Hiscocks)在薩塞克斯郡(Sussex)的貝克斯希爾(Bexhill)近郊發現了一塊外觀不起眼的棕色石塊。根據倫敦地質學會(Geological Society of London)在上個月發表的新研究顯示,這塊化石很有可能是一塊恐龍的腦袋!
保有軟組織的恐龍腦部化石。Credit: Jamie Hiscocks.

研究團隊的分析,這個化石的主人應該是一種原始的禽龍類(Iguanodontia),生存於距今約1億3300萬年前的早白堊紀。透過研究這塊化石,科學家們得已了解恐龍和現生鳥類與鱷魚構造上的差異。研究團隊甚至從中發現了恐龍的腦膜(Meninges)─這是一種圍繞在大腦周邊得堅韌組織,藉此保護佈滿了腦部的微血管。

科學家認為,這塊化石之所以能夠幸運地保存下來是由於恐龍死後,他的頭部陷沒至沼澤當中,沼澤中高酸度與低氧的環境減緩了恐龍腦部分解的速度,而這些腦部組織便在完全衰變之前得以礦化,原本屬於恐龍頭骨的其他部分則因為沒有浸潤在水中而被分解,並混入其他的沉積物中,所以只有部分的腦殼與軟組織保存了下來。
腦殼內部軟組織保存的過程。Credit: University of Cambridge.

要找到礦化的生物軟組織是非常罕見的,尤其是腦部組織,所以要了解史前動物腦部結構的演化簡直是件難如登天的事。然而這件標本並沒能將其他大部分的部位保留下來,所以我們仍無法得知其他更進一步的訊息。此外,由於現存的軟組織化石仍相當的罕見,不少古生物學家對於這項發現的看法也仍抱持懷疑態度。要揭開恐龍腦中的秘密,還得有賴更多進一步的研究。


References:

Martin D. Brasier, David B. Norman, Alexander G. Liu, Laura J. Cotton, Jamie E. H. Hiscocks, Russell J. Garwood, Jonathan B. Antcliffe, and David Wacey. 2016. Remarkable preservation of brain tissues in an Early Cretaceous iguanodontian dinosaur. Earth System Evolution and Early Life: a Celebration of the Work of Martin Brasier, 448. doi:10.1144/SP448.3

2016年11月3日 星期四

什麼是「古生物學」?

今天我們來談談一些比較基礎的問題,比方說:什麼是「古生物學」?跟考古學有什麼不一樣?什麼又是化石生物學?
到底這三個關注範圍有點相像的學門有什麼不一樣呢?Credit: Zdeněk Burian.

古生物學(Paleontology)是一門研究古地質年代中所涵蓋的生物所衍生出來的一門科學方法。透過研究化石來了解該地層存在的生物,我們得以重新建構該地層年代所應有的樣貌,並了解地球的演變。精確地來說,古生物學比較像是為地球科學而服務的一門知識。

化石生物學(Paleobiology)雖然在字面上的意思看起來好像跟古生物學差不多,但其實兩者還是不太相同領域的學科。化石生物學主要透過研究化石來了解生物本身,並試圖重建生物類群彼此間演化的歷程。與古生物學不同的是,化石生物學的研究方法多半出自於生命科學的範疇,而非為地球科學而服務。

至於考古學(Archaeology)呢?這個學門其實比較屬於人類學(Anthropology)的範疇之內。雖然不少人類學研究也涵蓋了自人類出現以來200百萬年左右的骨骼化石、亞化石或相關的石器發展,但是大多數的時候考古學比較專注於1萬年以內的物質文化與素材。所以比起古生物學或化石生物學,考古學研究的時間尺度相較要小的多,畢竟1萬年在地質學意義上是相當小的單位。