零距離科學:史前水中巨獸——滄龍

零距離科學:史前水中巨獸——滄龍

我們想讓你知道的是

電影中滄龍的身軀無比龐大、佈滿尖牙的血盆大口能夠一口把鯊魚吞掉、牠甚至能夠把陸上的恐龍拖至水中殺掉。然而這些並不是無憑無據的虛構情節,按現今的考古學證據來說,電影中的描述是頗正確的。

文:盧駿揚(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

在2015年的電影《侏羅紀世界》中,最令你有印象的是聰明的迅猛龍小藍、是兇殘的怪物兇王龍、還是最後拯救了一眾主角們的暴龍?其實當中還有一隻戲份不多,卻常出其不意、為觀眾帶來震憾的生物。那就在水底世界稱霸的滄龍(Mosasaurus)。

電影中展示出牠的身軀無比龐大、佈滿尖牙的血盆大口能夠一口把鯊魚吞掉、牠甚至能夠把陸上的恐龍拖至水中殺掉。然而這些並不是無憑無據的虛構情節,按現今的考古學證據來說,電影中的描述是頗正確的。本集《零距離科學》會跟大家深入介紹這一隻史前水中巨獸。

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暴龍行近海面的話,也許會被滄龍拖進海裡淹死。在水中,滄龍絕對是霸者。

滄龍雖名為「龍」,但按照生物分類學,牠並不是我們耳熟能詳的恐龍(Dinosaur)。滄龍跟恐龍均屬蜥類(Sauria),但前者屬鱗龍形下綱(Lepidosauromorpha),後暫屬主龍形下綱(Archosauromorpha)。簡單來說,滄龍屬有鱗目(Squamata),跟蜥蜴和蛇較為相近;而恐龍則跟鱷魚較相近。滄龍在白堊紀末期崛起,跟恐龍同期,一稱霸海洋,一雄據地面,雙雄二分天下。

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滄龍並不是恐龍。前者跟蛇比較相近,後者跟鱷魚較近。

滄龍的體型龐大,身長可達十米以上,可媲美一輛巴士的大小。不單如此,牠擁有大而強壯的顎,可輕易就把獵物撕開;牠也有強而有力的尾巴,助牠於海中疾走飛馳,這些優勢均使滄龍化身成海中的頂級捕獵者。事實上,滄龍當時的確是一種非常成功的物種。牠們的足跡遍及全球,無論是在亞洲、非洲、美洲、甚至是南極洲都可發掘出牠們的化石。說牠們稱霸了世界也絕不為過。

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滄龍的化石在世界各地均可找到,證明牠們的生活範圍遍滿世界,是一種頗成功的物種。

不過這頭巨獸的「出身」卻是想不到的平凡。在演化歷史中,滄龍的祖先是毫不顯眼的物種。在滄龍出現的二千萬年前,有一種名為繩龍(Aigialosaurus;又稱崖蜥屬)的生物。古生物學家認為滄龍就是由牠們演化出來的。

繩龍跟滄龍在各方面來說都是差天共地的。滄龍的四肢是槳狀的,這是為了在海中生活而發展出來的。相反,繩龍所擁有的是四隻腳,方便牠於陸上行走,因為牠是兩棲類動物——既會在陸上生活,也會下到淺水處去。另外,繩龍的身長約一米,當然稱不上龐然巨物,也絕對不是甚麼頂級捕獵者。

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滄龍的祖先能在陸上生活,是兩棲類動物。牠們體形細小,毫不顯眼,跟滄龍完全不同。

但繩龍的兩棲特性卻為後代開拓了一片新天地。過了一段長時間,繩龍的後裔漸漸演化成全水生動物(aquatic animal)。這樣,牠們不單能避過跟恐龍爭執的厄運,更可自由探索海洋中那近乎無盡的資源。在資源豐富而且敵人不多的生態中活著,這簡直就跟天堂一樣吧。

另外,古生物學家也發現,自從進到水裡後,位於滄龍科中的各物種也在體積上越變越大。這也跟近年的研究結果吻合。有些研究指出水中生物的演化有越演變、體積變得越大的趨勢。或許滄龍就是在這一種選擇壓力(selective pressure)下才慢慢演變成海中的巨型生物。

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滄龍身形龐大,有些身長可達17米。人類相比起來實在是非常渺小。

除了體型外,滄龍的顎也是非常值得我們留意的。牠擁有雙樞紐(double-hinged)的顎,能夠像蛇一樣把口部張開得極大,以致能把獵物整隻吞噬。此外,滄龍不單擁有外面的那一排尖牙,牠口中深處還有另一排小牙,能夠把身陷滄龍口中的獵物咬緊,使牠們在被吞吃的時候更難逃脫。

不過並非所有獵物也如此「合作」的讓滄龍把自己鯨吞下去,就好像菊石(ammonite)一樣。菊石是擁有甲殼的軟體生物。滄龍無法把牠直接吞進肚內。在《零距離科學》節目中,主持曾提及滄龍會在菊石的殼上打孔,這是甚麼一回事呢?這裡涉及一個頗有趣而且迂迴曲折的研究故事。

在1947年,有兩位美國人發現了一個表面上佈滿圓孔的菊石化石。13年後,埃爾高夫曼(Erle Galen Kauffman)教授及羅伯特凱斯林(Robert V. Kesling)教授發表了一篇六十八頁的論文,仔細分析那些圓孔的規律,以及解釋如何跟滄龍的牙齒結構吻合。這項研究成為了當時的權威。此外,在後來的三十多年裡,化石學家也發掘出更多帶圓孔的菊石化石。「菊石被滄龍咬破」一說成了當時的主流說法。

到了1994年,日本的加瀬友喜(Kase Tomoki)教授卻提出相反的論調。他認為菊石化石表面上的圓孔是先由帽貝(limpet)的棲駐凹痕(home scar)令菊石殼變得脆弱,再加上形成化石時的壓力讓該脆弱的地方塌陷,形成圓形的孔。加瀬友喜教授更在1998年制作出滄龍得「機械齒」,讓它咬在鸚鵡螺(nautilus)的殼上。教授發現機械齒會把甲殼咬碎,根本不可能出現漂亮的圓孔。這些發現令風向一轉,大家也似乎認為「菊石被滄龍咬破」只是一個美麗浪漫的誤會。

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菊石是滄龍喜愛吃的食物之一。

不過事情還未結束。於2001年,加拿大的卡麥隆特希塔(Cameron J. Tsujita)教授以及杰德韋斯特曼(Gerd E.G. Westermann)教授寫了一篇論文來逐一反駁加瀬友喜的說法。他們認為機械齒未能準確複製出滄龍的牙齒結構、鸚鵡螺的殼跟菊石不同…等等。更重要的是,他們兩人指出滄龍在咬破菊石時,牠們並不是猛力把牙齒合上,而是只會慢慢的施加壓力,直至在菊石上打出孔來。再者,按照滄龍的顎結構來說,牠們的確可做出如此精巧細心的咬合運動。這兩位加拿大教授更提出了其他不同的論點,指出加瀬友喜的說法──「菊石的圓孔全都是帽貝造成的」——站不穩陣腳。不過要提一點,他們也不全然否定某些菊石化石的孔或許真的是由帽貝所造成的。

從結果來看,今天埃爾高夫曼教授及羅伯特凱斯林教授的說法仍是受學界所認同的。大家都接受那些圓孔是由滄龍的牙齒所造成的。不過你也許會疑惑,為甚麼滄龍要臣那麼小心翼翼的在菊石殼上打孔,而不直表把牠咬碎吞進肚子內呢(滄龍絕對有能力這樣做)?

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有些菊石化石的表面上會佈滿圓孔。它們的形成原因曾引起激烈的學術辯論。

其實兩位教授在1960年的那篇論文中已仔細分析了滄龍捕食菊石的過程。首先,滄龍並不希望把菊石完全咬碎,因為這樣會令牠吃進許多甲殼碎片。這是是牠所不願意的,因為牠想吃的就只是藏在甲殼裡的軟體生物。

於是滄龍想到了一個辦法。牠首先把菊石咬著,然後慢慢施加壓力在殼上打孔。牠會把這個打孔過程重覆數遍,直至打中軟體藏身之所,把內裡的膜組織破壞,令軟體的肌肉不能再抓緊殼的內壁。這樣滄龍就能夠輕鬆的把菊石軟體扔出來,然後吃一頓美味的點心。

由此可見,除了擁有龐大強壯的身軀與利牙,滄龍的確有著頂級捕獵者該有的聰明呢。

《零距離科學》集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於8月28日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex




年末壓軸不容錯過!線下大型開發者聚會「AWS Enterprise Dev Day」,精進企業雲端技術競爭力就在此刻

年末壓軸不容錯過!線下大型開發者聚會「AWS Enterprise Dev Day」,精進企業雲端技術競爭力就在此刻
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我們想讓你知道的是

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此次活動為首次為企業舉辦線下大型開發者聚會,為所有.NET與Java開發者量身打造的技術議程,以及同時從主管與開發者角色出發的活動內容設計,如有關於企業上雲挑戰、資安、現代化、開發、訓練考照等精彩內容。歡迎企業執行長、資安長、技術主管、及開發人員團隊立即報名,幫助您利用AWS雲端的廣度和規模,與眾多技術專家交流,持續保持自身企業在未來的即戰力!此外,本次活動全程錄影,報名參與者即可獲得AWS的演講內容。

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  1. NET & Java現代應用開發(.NET & Java Modern Application)
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  4. 容器服務(Containers)
  5. AI / ML人工智慧與機器學習(AI/ML)
  6. Data Analytics資訊安全(Security)(Security)
  7. 訓練考照(Training & Certificate)
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無論您是企業執行長、技術長、技術主管、資安相關人員、IT人員、解決方案架構師、開發人員、工程師或系統管理員,邀請您一同現場交流,藉此掌握現代開發趨勢、AWS的熱門雲端技術、平台與服務。

AWS Enterprise Dev Day活動資訊

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日期:2022年10月7日(星期五)
時間:10:00 AM~3:30 PM
地點:南港展覽館二館 7F

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