達爾文別鬧了:我是說在座各位都是「活化石」

達爾文別鬧了:我是說在座各位都是「活化石」
Photo Credit: James St. John @ Flickr CC By 2.0

我們想讓你知道的是

當達爾文想到及寫下活化石(living fossil)這聽起來很吸引人的名詞時,或許是帶有半開玩笑的成分,大概也沒有意料到「活化石」會成為一個琅琅上口,並且在一定程度上被視為瞭解生命演化中一個蠻關鍵的詞彙。

文:蔡政修(日本國立自然科學博物館 地質及古生物學博士後研究員)

物種或是一群相似的物種,如果長相奇特的話,並且可以幫助我們進一步瞭解過往古老的生命形式的話,或許我們也可以用一個新穎的名詞來稱呼他們:活化石!
Species and groups of species, which are called aberrant, and which may fancifully be called living fossils, will aid us in forming a picture of the ancient forms of life.

達爾文《物種起源》1859年(第一版)
C. Darwin. 1859 (1st edition, pp. 486)

對於化石或是活化石這兩個名詞,或許大家都不陌生。而我們在「鯨彩一生」這一系列的文章中,最主要的主軸也就是從化石的角度來看這全世界截至目前為止曾經出現過的最大型的動物-鯨魚,的演化歷史,也試著讓大家更熟悉潛藏在那我們平常陌生也難以想像的時間軸內,如何一路走到我們目前所看到的世界。

「化石」在某種程度上,聽起來似乎還是不夠吸引很多人的目光,畢竟化石就是死了很久的生物,在歲月的積累下,生物的有機結構,被環境中的無機物質所取代,而化成了石頭,所以如果我們沒有賦予他們生命呈現在大家的面前(像是研究,或是經過研究後,進一步所製作出的電影或是動畫之類的),大概就和大家走在路上,看到一塊石頭,可能會不在意且隨性的踢它幾下一樣。

但「活化石」就很不一樣了。一來,活化石讓人一聽到,似乎就像是在跟我們訴說著:可以看到原本被認為已經死了幾百萬、千萬、或甚至是上億年的生命,卻還活生生的、在我們面前活蹦亂跳的模樣;二來,或許也因為活化石這一個名詞最一開始的時候,是由現在幾乎每個人都知道他大名的——達爾文所開始使用的(living fossil,如文章開頭所引用的句子)。在生物學研究領域中,只要和達爾文有點沾上邊的,幾乎都會受到一定程度的重視,但諷刺的或許是,即使是生物學相關的研究人員,大多數也沒有真的讀過達爾文在1859年的《物種起源》。

達爾文口中新穎的、新潮的名詞:活化石,到底是在指什麼?又有怎樣生物學上的意義呢?

我們在此系列的文章中,就是要和大家從化石的角度來了解及欣賞過往生命美妙的演化歷史(著重於鯨魚就是了),因此,也似乎就有一定的必要性來釐清這一個讓人琅琅上口的「活化石」。

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圖片取自:Smith, J. L. B. 1939. A living fish of Mesozoic type. Nature 143:455-456.
在1939年的自然期刊(Nature)報導首次發現的現生腔棘魚類:西印度洋矛尾魚(Latimeria chalumnae),被發現時就是直接被認為是新屬新種,換句話說,他們和化石物種有著一定的差異。

提到活化石,腔棘魚或許已經是大家第一時間反應過來時,腦袋中浮現的生物。

大家口中的「腔棘魚」,其實是一個很大的分類群,在生物學中為腔棘魚目(Coelacanthiformes)。「目(Order)」在分類學上的位階,以我們人類自己來看的話,我們是被歸類於:靈長目(Primates)的人科(Hominidae)中的智人(Homo sapiens),而一般會聽到的猴子、猿等,都是同樣隸屬於靈長目中的一員。

如果所謂的腔棘魚是活化石呢,似乎就意味著,我們目前所知道還活生生的遙遊在與我們共存的海中的「腔棘魚」從古早的時間點,百萬、千萬或是幾億年前開始,就一直存活到現在,而最重要的或許是:「形態」上不能有太大的改變,因為這樣才算是保有了從古代開始的形態特徵,可以讓我們一窺在我們無法親眼看到的古老形態有怎樣的形式,而這樣的形態,又有怎樣的生活方式。

但是對於「活化石」有這樣的想法或解釋,不只在生物學上講不通,更嚴重的或許是,這樣的思維方式會引來對於理解生命漫長演化歷史的誤解。

「活化石」的形態真的都沒變嗎?

在生物學中,就好像在日常生活中一樣,將各式各樣的東西分門別類後,我們通常就會給他們一個名字,不只顯示了其獨特性,也讓我們在溝通及討論上更加方便。

那我們稱呼他們為活化石的腔棘魚呢?

更精確地說,還存活的兩種「腔棘魚」,在生物學的分類裡,雖然是被歸在腔棘魚目中,但其實他們和其他已經滅絕的腔棘魚化石有著相當程度的差異!

不需要是古生物學家去仔細考究現生的「腔棘魚」和化石物種在形態上到底有什麼差異,或是差異有多大,從他們被發現時所取的名字,我們大概就可以略知一二。(有興趣進一步閱讀相關文獻資料的讀者,隨時可以和我聯絡及討論這方面的細節。craniata@gmail.com)

長期以來一直以「活化石」來稱呼他們的現生腔棘魚,是被歸類在一個獨立的「屬(genus)」:矛尾魚屬(Latimeria),而現生已知的兩種腔棘魚都是隸屬於這個屬的物種:西印度洋矛尾魚(Latimeria chalumnae)和印尼矛尾魚(Latimeria menadoensis)。

而沒有任何一種已知的化石腔棘魚是被歸類在矛尾魚這個屬裡的,換句話說,就是當這現生的「腔棘魚」被發現的時候,就已經被認為和化石物種在形態上有一定顯著上的差異,所以在科學名稱上才會將他們命名為新屬新種。

這樣來看的話,現生的腔棘魚和化石物種明明就是有很大的差異,我們還可以信誓旦旦的說這兩種現生的腔棘魚是活化石嗎?

該死,但沒死,所以是活化石?

除了形態變或不變之外,對於「活化石」的另一個關鍵點或許是他們「祖先」出現的時間點。

同樣以腔棘魚來看的話,腔棘魚在生命演化史的時間軸中出沒的時間點,也常常是被拿來認為他們可以,也應該被叫做活化石的原因之一。

腔棘魚最早的化石紀錄,大概是在古生代的泥盆紀(Devonian)早期,時間點可以推到4億年左右。而我們前面已經試著解釋化石物種的腔棘魚,到現生的矛尾魚,在他們的演化歷史中,形態上並不是一成不變的,而是有一定的差異。

以時間軸來看的話,從現生的矛尾魚,往前推到四億年的祖先,乍聽之下好像是已經演化了好漫長的一段時間。

但這樣的觀點,正是我們文章開頭提到的,某種程度上,這樣的思維模式其實對瞭解整體生命演化史會有一定的偏差。