我們的身體裡有一條魚

發稿時間:2012/03/10
我們的身體裡有一條魚
我們的身體裡有一條魚
作者|尼爾‧蘇賓
譯者|楊宗宏
出版社|天下文化
出版日期|2009/10/29

  演化心理學教授常會要求學生從豬、烏龜、兔子和人的胚胎照片指出那一個胚胎最後成長為人,但學生總是無法分辨,因為這四種動物在胚胎初期實在太相似。科譜好書《我們的身體裡有一條魚(Your Inner Fish)》書名很有趣,內容更加有趣,就是告訴大家,人類的祖先是從魚演化來的,身體內還有演化的痕跡。

  作者尼爾‧蘇賓是古生物學家,必須對動物骨骼很清楚才會知道考古挖到的東西是什麼,因此曾在芝加哥大學醫學系幫忙教人體解剖學。他指出,一般動物身體構造通常比人體簡單,所以從簡單的動物構造來講解複雜的人體構造。例如鯊魚的大腦神經簡單,所以要教神經從鯊魚頭部開始,要弄清楚四肢構造,則從魚開始,因為我們是從魚的鰭慢慢演化出四肢,而爬蟲類則有助於我們了解人腦的結構。

  蘇賓有一年在賓州公路開車時,撿到一個泥盆紀的鰭,他猜是魚到兩棲類之間的missing link(失落的環節)。於是他組團到加拿大北緯80度的北極圈去挖這種魚。那裡的岩石層是沉積岩,年代是泥盆紀,無人居住,完全符合考古挖掘的必要條件,經過四年辛苦,果然被他找到從魚鰭演化出四肢過程中間的那個環節,這項突破性的學術發現幫助我們了解魚類在三億五千萬年前登上陸地的演化過程。

  作者學術成就非凡,除了發現「由水到陸」的那條魚化石,還在美國沙漠找到二億年前的地球第一蛙,在中國東北發現一億六千萬年前的蠑螈始祖,並在實驗室解析基因與研究胚胎發育,發現主導四肢形成的基因五億年前已在不走路的始祖魚身上,更棒的是寫成這本經典科普書,很適合對演化有興趣的年輕人選為入門書。

文章節錄

第1章

尋找身體裡面的那條魚

  成年後,我的典型夏季生活寫照,是穿越過北極圈,置身於冰天雪地中,在懸崖上敲石塊。大部分的時候,除了受凍、起水泡外,我一事無成。運氣好的時候,我可能找到古代的魚類骨頭。對多數人來說,魚骨算不得是什麼珍寶;但對我來說,這可是比黃金還要珍貴。

  我們是誰?我們為何長成這副模樣?對這些問題,古代的魚類骨頭或許能給我們點啟發。

  我們可以從世界各地荒野之處所挖出的蟲魚化石,到所有現在還活著的生物的DNA,來了解我們的身體。但那不足以解釋,為什麼我相信古代動物的殘骸,而且還是魚的殘骸,能夠提供線索,讓我們了解人類身體的基本架構。

  我們如何得以窺見數百萬年、甚至數十億年前,地球上發生的事呢?很不幸,目睹那一切的目擊者都不在了。事實上,過去大部分的時間中,地球上根本找不到有頭、有嘴、會說話的物種。更糟糕的是,以前曾存活的動物早已羽化成仙,牠們埋在地裡這麼久,屍體也大都消失了。

  你稍微想一下:曾經活過的生物物種,99%已經滅絕了,其中只有極少數會變成化石留下來,而能被挖掘出來的化石更是少之又少。這麼一來,想由化石窺知我們的過去,似乎一開始就注定是機會渺茫了。

化石反映出我們的身世

  在位於北緯80度附近的艾士米爾島(Ellesmere Island)上,我首次看到那條能揭露我們身體構造的化石魚。

  那是一個飄著雪的七月天午後,我正在審視一塊三億七千五百萬年前的石頭。我與同事來到這個荒無人煙的地方,就是為了尋找從魚演變成陸生動物過程當中,那個扮演著重要角色的化石。從石塊中露出來的是這條魚的唇部,這可不是條普通的魚,牠的頭是上下扁平的。當我們看到扁頭時,我們就知道碰上不尋常的東西了。如果我們能從懸崖中挖出更多這魚的骨頭,或許就能見到我們遠古祖先的頭骨、脖子、甚至四肢了。

  一顆扁平的頭,究竟能告訴我什麼?能透露動物從大海進駐到陸地經過了哪些歷程呢?如果我考慮到個人的安全與舒適,為何不去夏威夷,卻跑去了北極?想回答這些問題,便得從如何找化石,到怎樣用化石來解讀我們的過去說起了。

  化石是提供我們了解自身歷史的主要線索之一。(另外兩個是基因和胚胎,後面會討論到。)大部分人不知道,其實我們通常可以準確推測出化石的所在位置。我們先在家裡作業,將最有可能找到化石的地點標出來後,剩下的就靠運氣了。

  美國總統艾森豪對戰爭的一句名言,可說把規畫與運氣之間的矛盾關係做了最佳的描述。他說:「在準備戰鬥時,我發現做好規畫是最基本的,然而計畫並不見得有用。」這話給田野古生物學做了極佳的注解。我們做了各式各樣的計畫,好讓我們去到可能藏有化石的地點。一旦到了該地之後,事先做好的計畫或許得全部拋開。礙於現實狀況,我們可能必須更改事前所做的最佳規畫。

  我們會針對明確的科學問題,來設計探險之旅。應用一些下面將提到的簡單概念,我們可以預測哪裡會有重要的化石。當然我們的預測不會百分之百都成功,不過碰上的機率大到足以支持我們繼續如此做。

  我的職業生涯就是這樣建立起來的:尋找早期的哺乳動物,來回答哺乳類起源的問題;尋找最早的青蛙,來回答青蛙起源的問題;尋找那些最初具有四肢的動物,來了解陸棲動物的起源;依此類推就是了。

  基於多種因素,今天的田野古生物學家比以往更容易找到新的化石區。感謝地方政府、石油和天然氣公司對地質探勘的努力,我們對各處地質有更多的了解。而且透過網際網路,讓我們很快拿到地圖、探測資料、空照圖。甚至用我的筆記型電腦,我便可以查看你家後院是不是一處很有希望的潛在化石區。更妙的是,造影技術及放射照相儀可透視某些石頭,讓我們看到隱藏在裡面的骨骼。

  撇開這些先進的設備和資料,在今天挖掘重要化石的過程,跟一百年前比較,其實沒什麼不同。古生物學家還是得趴在石頭上檢視,而埋在石頭內的化石還是得用手將它挖出來。在探查、移出化石的過程中,有許多決定步驟是無法自動化的。而且到現場挖掘化石,當然比在螢幕上尋找有趣多了。

  這事雖聽來單純,倒有個癥結,那就是:化石區非常稀少。為了提高成功率,我們針對符合下列三項條件的地點進行搜尋:區內的岩石年齡必須是對的,岩石的種類必須是可以讓化石保存下來的,還有岩石必須露出地表。

  此外,還有一項因素,那就是要具有隨時發掘寶藏的天賦。這一點我將以例子加以說明。

  我們即將舉出的例子,是生命史中一個重大的轉變——登上陸地的魚類。地球形成後的最初數十億年,生物都是活在水裡面;不過,到了三億六千五百萬年前,已有生物在陸地上棲息了。

  生活在這兩種環境中,有極大的差別。在水裡呼吸所需的器官,與在陸地上非常不同;同樣的,排泄、覓食、和四處移動,也都需要不一樣的器官。基本上,動物必須發展出全新的軀體,才能適應陸上的環境。乍看之下,這兩種環境的鴻溝似乎大到無法跨越。然而當我們檢視證據時,該變的真的都變了,而看來不可能的事也的確都發生了。

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