(台灣英文新聞/林靜怡 專訪報導)台灣史上最完整的巨大鯨魚化石於屏東出土,半年來,在國立自然科學博物館研究團隊細心清修下,這頭鯨魚約生活於8萬年前的最大脊椎動物化石將在不久和世人見面,面對許多敲碗聲,地質學組古生物學門楊子睿博士和他的工作夥伴先跟我們分享古生物的近況及他們的心路歷程。
楊子睿表示,根據包覆在化石周遭圍岩(surrounding rock;指包覆在化石周圍的岩石)中的超微化石(calcareous nannofossil;是一類尺寸極小的化石)推測,這頭鯨魚大約生活於8萬年前。其完整度高達70%,是台灣迄今為止「最大」、「最完整」的脊椎動物化石。這次的大發現是國內外科學家、學生與民間蒐藏家相互合作下的成果,可說台灣化石紀錄的一大里程碑。
值得一提的是鯨魚骨骼的每個部位幾乎都「按照順序」排列,包含頭骨(包含上頷骨、顱骨、下頷骨)、脊椎骨(頸椎、胸椎、腰椎、尾椎)、肢骨(肩胛骨、肱骨、尺骨、橈骨、腕骨、指骨、骨盆骨)等,對於常受到地質等環境作用影響而破碎、不完整的大型脊椎動物化石來說,是非常難能可貴的一件事。就骨骼形態以及目前所找到的部位推測,此為長達18公尺的鬚鯨。
由於鬚鯨家族種類多元,楊子睿以常見的海洋生物舉例,他並說明,現代的鯨魚可以依照嘴巴形態分成具有鯨鬚的「鬚鯨」(藍鯨、灰鯨)跟具有牙齒的「齒鯨」(抹香鯨、殺人鯨;海豚也是齒鯨)。在特定類群中,若公母具有明顯的形態差異,是可以透過骨骼判斷沒錯。此外,骨骼的癒合程度、生長線數量也能夠用以推測鯨魚的年齡。這具鬚鯨化石目前正在清修中,身份、年齡等資料待清修完畢後,進一步研究方可得知。
(圖片由科博館提供)。
楊子睿回憶,過去四溝層的化石研究多與螺、貝、螃蟹等無脊椎動物有關,脊椎動物化石則以鯊魚牙齒和鯨魚骨碎塊為主。此處的化石多由暴雨所形成的大水沖刷至河道而來,這導致化石生活的年代難以精準被判定。這次的鬚鯨化石發現於原本埋藏的位置,因此周遭圍岩的成分、埋藏的其他化石都有助於還原當時鯨魚所處的年代、環境等相關資訊。
至於是否能精準判定鯨魚的死因,楊子睿表示,古生物的年代推算誤差值通常都是從千年、萬年起跳。死因的部分則參考現代生物的死法。並搭配化石的外形、骨組織切片等依據進行推測。古生物研究基本上是「有多少證據說多少話」,並且進行「有邏輯的推測」。所以與其說精確,不如說是推敲出「最有可能」的答案。
由於這頭巨大鯨魚已經出土半年有餘,未來是否有機會讓民眾觀賞,楊博士透露,待清修完畢後將進行翻模、裝架等步驟,就會展示。請大家敬請期待!像是現在,挖鯨魚的故事除了已於國內外新聞報紙、科學讀物上刊載以外,在以兒童為客群的《康軒學習雜誌》上也能看到較為童趣、活潑的版本。未來或許也會以特展的形式,將台灣古生物的大小事蹟搬到大眾眼前。
(圖片由科博館提供)。
場景拉回屏東的四溝層,由於長期埋藏於地下的鯨魚化石突然出土,化石是否會受到外在環境的影響而碎化,參與這次的野外搶救行動的周冠宇專任助理表示,化石從野外到博物館,主要會經歷「挖掘」、「搬運」、「清修」、「蒐藏」四個步驟。
研究團隊從原本只露出四根卡在地層中的肋骨化石,在利用園藝鏟、鑽子與竹刀慢慢清開周圍的砂土後,漸漸發覺還有更多的骨骼埋藏在深處,於是他們開始使用鐵鎬與鐵鏟,清開可能埋藏化石的範圍。
加上,在河溝挖掘時常會碰到下大雨以及地下水淹沒化石的窘境,所以一挖出某個部位就會立即搶救、打包帶走;沒辦法像國外挖完所有範圍後還能來張大合照。每當發現或挖出鯨魚化石的任一部位,都會被詳細地拍照與記錄,並依照化石的大小、脆弱程度而利用泡泡紙包裹或是打石膏加固後取出。
不像其他步驟只要熟能生巧即可從菜雞變成老鳥,搬運是最容易但也最辛苦的部分。從馬路邊走進森林河溝中的挖掘現場,需要穿越水流、泥灘、草叢、巨石等複雜的地形,有些路的寬度甚至只夠一個人通過。因此,當要搬運長達227公分的下頷骨化石時,原本15至20分鐘的路程會因為這件344公斤的龐然大物而須要動用12個人、花7個小時搬出河溝;更別說幾天後他們又派出多一倍的人力,將陸續挖出的另一塊下顎骨、肩胛骨和整塊顱骨化石從下午一直搬到天黑才完工。
周冠宇說,化石運回科博館後,接續而來的便是拆包裹、清修的環節了。在野外通常不會將圍岩清修地非常乾淨,一方面是保護化石不在搬運的過程中受到碰撞而毀損;另一方面則是需要保留圍岩以供後續的研究。在館內專業的清修室中,他們能利用電鋸割開石膏、手持氣動筆等工具將化石清理乾淨。如此一來便能接著進行研究、翻模展示或是蒐藏入庫等相關作業。
(圖片由科博館提供)。
周冠宇認為,對這些野外挖掘的標本來說,博物館的蒐藏庫是最適合安置它們的地方。在台灣,科博館的蒐藏庫擁有先進的溫溼度控制系統(溫度大約在20度左右,四季皆恆定在此溫度),能夠妥善地保存各地的化石,使它們免於留在原處,面臨受到風化、遭破壞的風險。此外,館內專業的研究環境也能提供國內外學者前來進行相關研究。
由於出土後的化石恐受到外在環境的影響,周冠宇指出,目前不論是建館時就已入住,或是新搬進來的標本,皆在館內好好的蒐藏著。
對於化石是否有可能遇到沒有做好保存的工序,周冠宇強調,由於博物館從野外化石採集到登記入庫蒐藏皆有一套嚴謹的流程。全程皆由專業人士處理,幾乎不會有「沒做好保存步驟」的狀況發生;如果化石有脆化的跡象,基本上就得看化石的受損程度,採取相關補救方式。
(圖片由科博館提供)。
問周冠宇可曾想過和工作夥伴一起發現這具巨大的化石時,他很興奮的說「從來沒想過呢!」。
他指出,大型脊椎動物的完整化石過去在台灣被挖到的紀錄僅有兩筆,分別是在日治時期由日本學者和台灣民間蒐藏家共同協力完成的早坂島犀,另一則是在澎湖由民間的怪手工人獨立搶救挖出的潘氏澎湖鱷。很幸運能參與第三筆挖掘紀錄,挖掘巨大鬚鯨化石。
就過往在台灣河灘撿拾、淘洗化石的經驗來說,很難想像會在森林深處挖到大寶,而且竟然要學國外挖恐龍一樣幫大型化石打石膏。目前,研究團隊除了對這條鯨魚化石進行基礎的物種鑑定外,也正藉由埋在原本的地層、保留的許多骨骼部位,進行更多研究。此外,放眼全世界能找到年代少於10萬年的完整鯨魚化石可說是比日本的壓縮機還要來得稀少。因此這具化石對於世界各國的古生物學家而言也是一大發現。
古生物學是冷門的研究,國內外都有學者投入相關領域,科博館研究團隊,如楊子睿博士和廖俊棋博士後研究人員就曾經到德國和中國參與一些科研,同時也可分享不同國家的研究環境。
楊子睿表示,就研究環境來說,各國的優勢和環境非常不一樣。以中國來說,環境地大物博,資源豐富,從古至今的地層非常完整;珍貴的館藏、化石也非常多。他當時所發表的有顏色的恐龍蛋標本,其實就是來自於中國。但另一方面,德國等歐美環境除了注重標本外,也對方法、思維模式的運用有一定的要求,例如最完整、豐富的羽毛恐龍、恐龍蛋標本雖然來自中國,但對於其中的色素、化學成分等生態相關的復原及研究,目前還是以歐美的實驗室為主導。
廖俊棋博士後研究員補充,在交流上,兩者都有台灣可以借鑑學習的地方,如果想要了解更豐富、多樣化的標本,以及想對生物演化、分類問題有更進一步貢獻,中國就有它的優勢,加上與台灣在地史時期上有更多的交替、連結,也更有機會反思我們這塊土地在過去的歷史上可能受到怎樣的影響及變化;而選擇德國則有機會去開拓嶄新的研究方法,運用尖端的科技和思維去解決更多過去不曾設想過的遠古生物謎題。
(圖片由科博館提供)。
楊子睿認為,化石研究最有趣的是你總能夠從不同面向對化石有所新發現,無論是生物、地質、物理、化學等不同學門,都可對其進行研究。以科博館的實驗室為例,同樣是研究恐龍蛋化石,他善於透過化石的化學成分研究蛋的顏色、恐龍的孵蛋方式;但他的助理是透過機械原理研究蛋的結構適不適合被孵、或是會不會被壓破;他的學生則是透過熱傳導模擬研究恐龍是否能將體溫傳導到蛋上。當然,除了恐龍蛋外,實驗室的其他成員們也有各自專精的研究。
然而任何研究都它辛苦的地方,楊子睿覺得遇到難題卡關的時候,除了不斷的試錯(嘗試錯誤法 (trial and error))外,也能在過程中和化石對話,以找出解決辦法;不過有時只要稍微轉個彎,問題便能迎刃而解。
由於化石本身就有故事,廖俊棋認為可以依據地質時期的代表性生物串連整個地質發展史,他舉一個有名的例子並表示,暴龍生存於晚白堊世的北美洲。不過隨著我們在更古老的地層找到暴龍近親後,可以發現在暴龍家族中,早期的成員體型都偏小並且發跡於亞洲。隨著時間演變,除了食物鏈頂端易主變成牠們外,其中一條分支甚至往西方移動,成為現在耳熟能詳的大型肉食動物。
對於有興趣了解古生物的發展卻找不到入門方式,廖俊棋建議,任一時間或是物種都是適合著手的材料,畢竟生命會不斷地延續下去。我們只要勇於先從一個點切入,就可往前追溯、往後探尋,進而了解某一類群的生命歷程。
就台灣而言,位於台灣海峽的澎湖水道在早期漁民採底拖漁撈的方式時也從海底找到水牛、老虎,甚至是猛瑪象等陸生動物的化石。這隱示著此處在冰河時期時曾為動物們的樂土。而這次所發現的鬚鯨化石,則可以告訴我們現在所處的這塊山中森林,在8萬多年前竟是位於海景第一排的沙灘。
(圖片由科博館提供)。
廖俊棋進一步的說,台灣島大約在600萬年前形成,目前已有相關的研究在推測古生物們的遷徙、分布區域。不過這些研究都是「最有可能的」推測;而非「精確的」答案。
雖然台灣島大約在600萬年前形成,但現在發現埋藏有化石的地層則可以追溯到更久遠以前,只是當時的台灣還不是一座島嶼,而是一片汪洋。目前能追溯到最為久遠的化石是來自恐龍時代的鸚鵡螺,但發現的數量並不豐富,也期待未來能有更多的發現以及甚至有機會找到備受矚目的脊椎動物,例如沉到海中的恐龍或是魚龍、滄龍、蛇頸龍等海生爬行動物。
從過去台灣沉在海底時的生物化石(如:海膽);到慢慢抬升出海面,淺海、灘上的貝類;再到形成島嶼後有許多陸生動物化石。之後環境又面臨到冰期和間冰期的交替,海岸線也不斷在變化,因此在有些時期台灣和中國之間有陸地相連,所以在今日的澎湖海溝也能找到大量的陸生動物化石,如古菱齒象、德氏水牛,而隨著這些海陸交替的變化,中國的生物也會隨之來到台灣,如台南菜寮的動物群就是很好的例子,其中就找到許多華南虎、早坂島犀、猛瑪象,這些生物都曾在台灣生存過。
隨著研究的不斷更新,研究人員也會掌握到這片土地過去的更多資訊,透過這些研究,就像一片一片拚上的拼圖,讓他們逐漸接近真正的過往,無論是在時間上遷徙、演化或是空間上的環境、物種。但科學的真相並非一蹴可及,也需要多方面的假設、驗證,因此所謂這些答案都還要經過更多的研究、證據來佐證。
△由於古生物研究是冷門研究,研究團隊試著用輕鬆有趣的方式表現恐龍家族相見歡的場景。(圖片由科博館提供)。